李斯阳，卢志红，袁晓娟，方 旭，王 高，樊帅锋

(1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，湖北 武汉，430081;2. 武汉科技大学材料与冶金学院，湖北 武汉，430081)

自从Slonczewski[1]和Berger[2]提出自旋转矩(spin transfer torque，STT)效应以来，各种基于自旋转移力矩的理论及应用研究层出不穷，自旋转矩纳米振荡器件(spin-torque nano-oscillator，STNO)是其中的一大研究热点[3-6]。自旋转矩纳米振荡器通常由F1/NM/F2三层结构组成：F1为较厚的磁性钉扎层，F2为较薄的磁性自由层，NM为非磁性金属。当直流电流通过F1层时，电子自旋方向被极化成与F1层磁矩方向相同，得到自旋极化电流；当自旋极化电流通过F2层时，F2层的磁矩方向会趋于与自旋电子极化方向相同，相当于把自旋电子的角动量转移给F2层磁矩，这种现象即为自旋转矩效应；当自旋电子足够补偿F2层中磁距进动的阻尼时，F2层磁矩被激发出稳定的频率在GHz范围的磁矩进动[3]。由于巨磁阻效应，磁矩振荡被转换成微波振荡电流信号。这样的器件可广泛应用于电信通讯、微波信号处理及微波场探测等领域[7-8]。

Mourik等[9]研究发现，不同磁化方向区域构成的单个纳米线在电流驱动下，由于自旋转移力矩抵消了磁阻尼，纳米线能被激发出持续的微波振荡信号。基于此，本文重点研究了面内-垂直磁化双层纳米柱构成的纳米振荡器及其振荡特性调控方式。构成双层纳米柱的材料为CoPtCr合金，制备方法为：先是在Cr基底上外延生长面内磁化的CoPtCr薄膜[10]，接着遮挡住下半部分，对上半部分进行离子辐射，破坏其磁晶各向异性，使其易磁化方向由形状各向异性决定[11-12]，最后对薄膜进行刻蚀以得到所需的纳米器件尺寸。……