發(fā)布時間：2023-04-20 02:54

　　傳統(tǒng)電荷型CMOS器件的發(fā)展受制于物理極限而遇到重大阻礙,使人們將研究焦點匯聚到“非電荷型器件”的發(fā)展上。在此類新型器件中,利用電子自旋的集體進(jìn)動所產(chǎn)生的自旋波作為信息載體的自旋波功能器件,有望成為后摩爾時代新型器件的強(qiáng)力競爭者。邏輯門是重要的信息傳輸與處理功能器件。近十余年以來,作為組成自旋波邏輯門的核心器件的自旋波移相器被學(xué)術(shù)界展開了廣泛的研究與探討,但仍然面臨著幾大方面的發(fā)展難題:(1)移相效率與穩(wěn)定性問題,多數(shù)移相器存在移相穩(wěn)定時間長、相移量不精確等困擾;(2)調(diào)控問題,目前調(diào)控手段單一且存在巨大的附加功耗;(3)器件適用性問題,如對器件尺寸、外場環(huán)境、應(yīng)用頻率、CMOS工藝的不匹配情況;(4)信號的衰減問題等。本文針對以上問題,基于自旋軌道矩效應(yīng)提出了一種可電調(diào)控的自旋波移相器。所提出的自旋波移相器從功能性上來說,具有可重構(gòu)、雙操作模式、寬應(yīng)用頻段、高穩(wěn)定型及低功耗等特性;從適用性上來說,其具有小尺寸、無外場依賴、工藝兼容性良好等特點。本文的研究工作主要包括:首先利用微磁學(xué)仿真軟件OOMMF設(shè)計并驗證了一種自旋波移相器模型;隨后分別基于兩種工作模式對所提出的移相器進(jìn)行功能驗證...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 應(yīng)用于自旋波器件的主要材料及激勵探測方法
        1.2.2 自旋波邏輯器件的發(fā)展歷程
        1.2.3 自旋波移相器
        1.2.4 連接器件
    1.3 面臨的挑戰(zhàn)與未來的發(fā)展方向
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 自旋波的色散關(guān)系與磁化動力學(xué)的理論
    2.1 自旋波的色散關(guān)系
        2.1.1 電子自旋與自旋波
        2.1.2 自旋波的色散關(guān)系
        2.1.3 靜磁自旋波傳輸模式
        2.1.4 偶極-交換自旋波傳輸模式
    2.2 磁化動力學(xué)的理論
        2.2.1 微磁學(xué)基本能量
        2.2.2 磁化動力學(xué)方程
    2.3 微磁仿真模擬
        2.3.1 微磁仿真原理
        2.3.2 SOT效應(yīng)的微磁學(xué)仿真
        2.3.3 主流的微磁仿真軟件
    2.4 本章小結(jié)
第三章 自旋波移相器的模型建立與工作原理
    3.1 移相器模型的建立
    3.2 移相器的制備工藝設(shè)計
    3.3 移相機(jī)制分析
    3.4 移相器的工作模式
        3.4.1 靜態(tài)模式
        3.4.2 動態(tài)模式
    3.5 本章小結(jié)
第四章 移相器的適用性分析及驗證
    4.1 移相器的可實現(xiàn)性分析
        4.1.1 阻抗匹配的可行性分析
        4.1.2 器件的實際功耗分析
    4.2 移相器的適用性關(guān)系探究
        4.2.1 波導(dǎo)寬度對最大相移量的影響
        4.2.2 諧振體長度及自旋波頻率對相移量的影響
        4.2.3 間隔距離對移相效果的影響
        4.2.4 阻尼系數(shù)對移相效果的影響
    4.3 基于自旋波移相器的XNOR邏輯門實現(xiàn)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3794743