Broadband rectification of microwave current in magnetic tunnel junctions with perpendicular magnetic anisotropy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We experimentally studied the effect of broadband rectification of microwave current in magnetic tunnel junctions with perpendicular magnetic anisotropy with using the method of spin-transfer ferromagnetic resonance in a planar external magnetic field. It was found that the parameters of broadband rectification (frequency range, rectified voltage value and the region of existence of the ferromagnetic resonance mode) depend on the size of the sample and its shape. The maximum value of the rectified voltage was on a round elliptical sample of 100×150 nm. At the same time, the widest operating frequency range of approximately 2 GHz was observed on strongly elliptical MTJs with the size of 75×250 nm.

Full Text

Restricted Access

About the authors

K. V. Kiseleva

New Spintronic Technologies LLC; Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech)

Author for correspondence.
Email: kseniia.kiseleva@skoltech.ru

Russian Quantum Center

Russian Federation, Skolkovo; Skolkovo

G. A. Kichin

New Spintronic Technologies LLC

Email: kseniia.kiseleva@skoltech.ru

Russian Quantum Center

Russian Federation, Skolkovo

P. N. Skirdkov

New Spintronic Technologies LLC; Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Science

Email: kseniia.kiseleva@skoltech.ru

Russian Quantum Center

Russian Federation, Skolkovo; Moscow

K. A. Zvezdin

New Spintronic Technologies LLC; Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Science

Email: kseniia.kiseleva@skoltech.ru
Russian Federation, Skolkovo; Moscow

References

  1. Tulapurkar A., Suzuki Y., Fukushima A. et al. // Nature. 2005. V. 438. No. 7066. P. 339.
  2. Fang B., Carpentieri M., Hao X. et al. // Nature Commun. 2016. V. 7. Art. No. 11259.
  3. Zhang L., Fang B., Cai J. et al. // Appl. Phys. Lett. 2018. V. 113. Art. No. 102401.
  4. Wang C., Cui Y.-T., Sun J.Z. et al. // J. Appl. Phys. 2009. V. 106. Art. No. 053905.
  5. Buzdakov A.G., Skirdkov P.N., Zvezdin K.A. // J. Physics D. Appl. Phys. 2022. V. 55. No. 11. Art. No. 115001.
  6. Prokopenko O., Krivorotov I.N., Bankowski E. et al. // J. Appl. Phys. 2012. V. 111. Art. No. 123904.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Composition of the magnetic tunnel junction (a); Scheme of the spin-transfer ferromagnetic resonance method (b).

Download (98KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Graphs of the dependence of resistance on the field for a round 75 nm diameter MTP (a), a round 125 nm diameter MTP (b), a round 200 nm diameter MTP (c), an elliptical 75×125 nm2 diameter MTP (d), an elliptical 100×150 nm2 diameter MTP (d), an elliptical 75×250 nm2 diameter MTP (e).

Download (211KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Graphs of the dependence of the rectified voltage on the frequency of the microwave current and the external field for a round MTP with a diameter of 75 nm (a), a round MTP with a diameter of 125 nm (b), a round MTP with a diameter of 200 nm (c), an elliptical MTP with a size of 75×125 nm2 (d), an elliptical MTP with a size of 100×150 nm2 (d), and an elliptical MTP with a size of 75×250 nm2 (e).

Download (383KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Graphs of the dependence of the rectified voltage on the microwave current frequency at fixed values ​​of the external field for elliptical MTPs of size 75×125 nm2 (a), 100×150 nm2 (b), 75×250 nm2 (c), 75×125 nm2 (d) at a field strength of H = –450 Oe, 100×150 nm2 at H = –300 Oe (d), 75×250 nm2 at H = –460 Oe (e).

Download (295KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Graphs of the dependence of the rectified voltage on the microwave current frequency at fixed values ​​of the external field for round MTPs with a diameter of 75 (a), 125 (b), 200 (c), 75 nm at a field strength of H = 250 Oe (d), 125 nm at H = –200 Oe (d), 200 nm at H = –40 Oe (e).

Download (337KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».