Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise

Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise

Spin-torque effects in antiferromagnetic (AFM) materials are of great interest due to the possible applications as high-speed spintronic devices. In the present paper we analyze the statistical properties of the current-driven AFM nanooscillator that result from the white Gaussian noise of magnetic...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Condensed Matter Physics
Datum:2012
Hauptverfasser: Gomonay, H., Loktev, V.
Format: Artikel
Sprache:English
Veröffentlicht: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2012
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120311
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise / H. Gomonay, V. Loktev // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 4. — С. 43703:1-9. — Бібліогр.: 28 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-120311
record_format dspace
spelling Gomonay, H.
Loktev, V.
2017-06-11T15:06:02Z
2017-06-11T15:06:02Z
2012
Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise / H. Gomonay, V. Loktev // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 4. — С. 43703:1-9. — Бібліогр.: 28 назв. — англ.
PACS: 75.50.Ee, 85.75.-d, 05.40.Ca, 05.10.Gg, 72.25.Pn
DOI:10.5488/CMP.15.43703
arXiv:1207.4344
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120311
Spin-torque effects in antiferromagnetic (AFM) materials are of great interest due to the possible applications as high-speed spintronic devices. In the present paper we analyze the statistical properties of the current-driven AFM nanooscillator that result from the white Gaussian noise of magnetic nature. According to the peculiarities of deterministic dynamics, we derive the Langevin and Fokker-Planck equations in the energy representation of two normal modes. We find the stationary distribution function in the subcritical and overcritical regimes and calculate the current dependence of the average energy, energy fluctuation and their ratio (quality factor). The noncritical mode shows the Boltzmann statistics with the current-dependent effective temperature in the whole range of the current values. The effective temperature of the other, i.e., soft, mode critically depends on the current in the subcritical region. Distribution function of the soft mode follows the Gaussian law above the generation threshold. In the overcritical regime, the total average energy and the quality factor grow with the current value. This raises the AFM nanooscillators to the promising candidates for active spintronic components.
Процеси передачi крутильного спiнового моменту антиферомагнiтним (АФМ) матерiалам цiкавi з точки зору можливих застосувань в швидкiсних спiнтронних приладах. В данiй роботi вивчаються обумовленi магнiтним шумом статистичнi властивостi АФМ наноосцилятора, який знаходиться пiд дiєю спiн-поляризованого струму. Виходячи з особливостей детермiнованої динамiки, виведено рiвняння Ланже-вена та Фоккера-Планка для двох нормальних мод в енергетичному представленi. Магнiтний шум моделюється при цьому як випадковий дельта-корельований Гаусiв процес. Отримано вирази для стацiонарної функцiї розподiлу в докритичному i надкритичному режимах. Розраховано залежнiсть вiд струму середньої енергiї, флуктуацiї енергiї та їх вiдношення (фактора якостi). Показано, що функцiя розподiлу однiєї з мод (некритичної) вiдповiдає Больцманiвському розподiлу в усьому дiапазонi величини струму, причому ефективна температура залежить вiд струму. Ефективна температура iншої (м’якої) моди залежить вiд струму критичним чином. В надкритичнiй областi функцiя розподiлу цiєї моди вiдповiдає розподiлу Гауса, а середня енергiя i фактор якостi зростають з величиною струму, що робить АФМ наноосцилятори перспективними системами для використання в ролi активних елементiв в спiнтронних приладах.
The authors are grateful to B.I. Lev for fruitful discussions. The paper was partially supported by the grant from the Ministry of Education, Science, Youth and Sport of Ukraine and by the Programme of Fundamental Researches of the Department of Physics and Astronomy of National Academy of Sciences of Ukraine.
en
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Condensed Matter Physics
Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise
Антиферомагнiтний наноосцилятор зi спiновим крутильним моментом в присутностi магнiтних шумiв
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise
spellingShingle Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise
Gomonay, H.
Loktev, V.
title_short Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise
title_full Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise
title_fullStr Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise
title_full_unstemmed Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise
title_sort spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise
author Gomonay, H.
Loktev, V.
author_facet Gomonay, H.
Loktev, V.
publishDate 2012
language English
container_title Condensed Matter Physics
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
format Article
title_alt Антиферомагнiтний наноосцилятор зi спiновим крутильним моментом в присутностi магнiтних шумiв
description Spin-torque effects in antiferromagnetic (AFM) materials are of great interest due to the possible applications as high-speed spintronic devices. In the present paper we analyze the statistical properties of the current-driven AFM nanooscillator that result from the white Gaussian noise of magnetic nature. According to the peculiarities of deterministic dynamics, we derive the Langevin and Fokker-Planck equations in the energy representation of two normal modes. We find the stationary distribution function in the subcritical and overcritical regimes and calculate the current dependence of the average energy, energy fluctuation and their ratio (quality factor). The noncritical mode shows the Boltzmann statistics with the current-dependent effective temperature in the whole range of the current values. The effective temperature of the other, i.e., soft, mode critically depends on the current in the subcritical region. Distribution function of the soft mode follows the Gaussian law above the generation threshold. In the overcritical regime, the total average energy and the quality factor grow with the current value. This raises the AFM nanooscillators to the promising candidates for active spintronic components. Процеси передачi крутильного спiнового моменту антиферомагнiтним (АФМ) матерiалам цiкавi з точки зору можливих застосувань в швидкiсних спiнтронних приладах. В данiй роботi вивчаються обумовленi магнiтним шумом статистичнi властивостi АФМ наноосцилятора, який знаходиться пiд дiєю спiн-поляризованого струму. Виходячи з особливостей детермiнованої динамiки, виведено рiвняння Ланже-вена та Фоккера-Планка для двох нормальних мод в енергетичному представленi. Магнiтний шум моделюється при цьому як випадковий дельта-корельований Гаусiв процес. Отримано вирази для стацiонарної функцiї розподiлу в докритичному i надкритичному режимах. Розраховано залежнiсть вiд струму середньої енергiї, флуктуацiї енергiї та їх вiдношення (фактора якостi). Показано, що функцiя розподiлу однiєї з мод (некритичної) вiдповiдає Больцманiвському розподiлу в усьому дiапазонi величини струму, причому ефективна температура залежить вiд струму. Ефективна температура iншої (м’якої) моди залежить вiд струму критичним чином. В надкритичнiй областi функцiя розподiлу цiєї моди вiдповiдає розподiлу Гауса, а середня енергiя i фактор якостi зростають з величиною струму, що робить АФМ наноосцилятори перспективними системами для використання в ролi активних елементiв в спiнтронних приладах.
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120311
citation_txt Spin torque antiferromagnetic nanooscillator in the presence of magnetic noise / H. Gomonay, V. Loktev // Condensed Matter Physics. — 2012. — Т. 15, № 4. — С. 43703:1-9. — Бібліогр.: 28 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT gomonayh spintorqueantiferromagneticnanooscillatorinthepresenceofmagneticnoise
AT loktevv spintorqueantiferromagneticnanooscillatorinthepresenceofmagneticnoise
AT gomonayh antiferomagnitniinanooscilâtorzispinovimkrutilʹnimmomentomvprisutnostimagnitnihšumiv
AT loktevv antiferomagnitniinanooscilâtorzispinovimkrutilʹnimmomentomvprisutnostimagnitnihšumiv
first_indexed 2025-12-07T20:55:06Z
last_indexed 2025-12-07T20:55:06Z
_version_ 1850884391526465536

Ähnliche Einträge