闫健 任志伟 钟智勇

(电子科技大学,电子薄膜与集成器件国家重点实验室,成都 610054)

介绍了一种基于Y3Fe5O12 和CoFeB 复合结构耦合的新型定向耦合器,并利用微磁学仿真软件Mumax3及其配套工具链分析了自旋波在其中的传播特性.通过在Y3Fe5O12 定向耦合器中添加一种高饱和磁化强度材料(CoFeB)来增强耦合波导的耦合效率,并从器件的尺寸形状、内部等效场以及耦合机理等角度分析了其变化原因.结果表明,相较于传统的定向耦合器,这种复合结构能够极大地降低自旋波在耦合波导间的耦合长度.从应用的角度看,在功能相同的情况下,整个器件的长度可以缩短数倍,具有更好的发展前景.

1 引 言

目前的主流计算系统依赖电荷来执行运算功能,该框架中的基本电路元器件是晶体管[1,2],但是伴随着器件不断小型化[3,4],一方面集成电路受到物理极限等问题的制约而难以取得突破性进展[5],另一方面,随着机器学习以及神经网络计算的研究愈发深入,晶体管所提供的布尔运算也显得捉襟见肘[6,7].从长远发展的角度看,新型的信息处理器件的诞生已成为一个必然的趋势[8−10],而自旋波器件在高速、低功耗、非布尔运算等领域展现的独特优势让其成为了众多新型器件的“突出者”[11],受到了广大研究者的青睐,其中自旋波耦合器作为自旋波器件间的连接单元成为了研究热点[12−15].Sun 和Vittoria[16]研究了自旋波在双层无限大薄膜间的耦合情况,奠定了自旋波定向耦合器的产生以……