Synchronisation d?un STO sur source de courant micro-ondes à 2ω : puissance et phase en régime synchronisé

C. DIEUDONNÉ; L.D. BUDA-PREJBEANU1; M. ZARUDNIEV; M. ROMERA; M. TORTAROLO; J. HEM; M.-C. CYRILLE; U. EBELS

Workshop; XVIe Colloque Louis Néel 2014; 2014

CNRS

Les oscillateurs à transfert de spin (STO) sont des oscillateurs nanométriques (~50 à 100nm) prometteurs pour les applications radiofréquence. Ils reposent sur la précession de l?aimantation d?une couche magnétique ultra mince induite par transfert de spin (STT), et ce à large amplitude. Comparés aux oscillateurs contrôlés en tension (VCO) utilisés actuellement pour la génération de microondes, les STO ont l?avantage d?être hautement accordables en fréquence via courant appliqué dû à leur dépendance spécifique entre amplitude et fréquence. Malgré cela, les critères requis en termes de qualité de signal (largeur de raie et fréquence) ne sont pas encore remplis par les STO pour être compétitifs. Un dispositif STO basé sur jonction tunnel fournira en régime nominal un signal de sortie de fréquence 5-10 GHz, largeur de raie 10-100MHz, et une puissance entre 1 et 10nW. Deux approches existent pour améliorer la qualité du signal de sortie : (i) optimisation de l?empilement magnétique d?un dispositif STO unique, afin de définir des modes d?oscillations aux propriétés optimales, et (ii) synchronisation d?un réseau de STO. Nous nous intéressons ici à la synchronisation électrique, c'est-à-dire via un courant micro-ondes commun. La synchronisation de N STO connectés électriquement en série a déjà été analysée théoriquement via le modèle de Kuramoto [1]. Expérimentalement, la synchronisation électrique d?un réseau de STO reste un défi, par contre la synchronisation d?un STO à une source externe de courant micro-ondes (Injection-locking) a été réalisée et étudiée à plusieurs reprises [2,3], menant dans notre cas à une très nette amélioration des propriétés du signal pour 0.1