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LAO-NCS：激光辅助自旋扭矩纳米振荡器-...
处理大数据，尤其是视频和图像，是现有冯诺依曼机面临的最大挑战，而人脑凭借其大规模并行结构，能够在几分之一秒内处理图像和视频。最有前途的解决方案是受大脑启发的计算机，即所谓的神经形态计算系统 (NCS)，最近得到了广泛的研究。NCS 克服了传统计算机一次一个字思考的限制，得益于类似于大脑的数据处理大规模并行性。最近，基于自旋电子的 NCS 已显示出实现低功耗高密度 NCS 的潜力，其中神经元使用磁隧道结 (MTJ) 或自旋扭矩纳米振荡器 (STNO) 实现，并使用忆阻器来模拟突触功能。尽管与 MTJ 相比，使用 STNO 作为神经元所需的能量较低，但由于启动具有可检测输出功率的振荡需要高偏置电流，因此基于自旋电子的 NCS 的功耗与大脑之间仍然存在巨大差距。在本文中，我们提出了一种基于自旋电子的 NCS（196 × 10）概念验证，其中通过微瓦纳秒激光脉冲辅助 STNO 振荡来降低 NCS 的功耗。实验结果表明，通过将 STNO 加热到 100 ◦ C，设计的 NCS 中 STNO 的功耗降低了 55.3%。此外，与室温相比，100 ◦ C 时自旋电子层（STNO 和忆阻器阵列）的平均功耗降低了 54.9%。与室温下典型的基于 STNO 的 NCS 相比，所提出的基于激光辅助 STNO 的 NCS (LAO-NCS) 在 100 ◦ C 下的总功耗提高了 40%。最后，与室温下典型的基于 STNO 的 NCS 相比，LAO-NCA 在 100 ◦ C 下的能耗预计可降低 86%。
Sandeep Kumar
排名2 Bharati Vidypeeths工程计算机科学与工程学院OS STNO 1220065 1220065 2 BHARATI VIDYAPEETHS英语学院Vidyapeeths工程学院CSE-AIML HS OPNO 86064 145765 2 BHARATI VIDYAPEETHS工程学院CSE-AIML HS SCNO 548134 824932 AIML OS OPDF 74573 74573 2 BHARATI VIDYAPEETHS工程学院CSE-AIML OS OPNO 66424 71316 2 BHARATI VIDYAPEETHS工程学院CSE-AIMAML OS SCNO Vidyapeeths工程电气与电子工程学院HS OPDF 260499 574511 2 2 Bharati Vidyapeeths工程和电子工程学院OPNO 86111 93077 2 436733
PH-xxx 课程名称：自旋电子技术简介
主题代码：PH-xxx 课程名称：自旋电子技术简介 LTP：3-0-0 学分：3 主题领域：OEC 大纲：磁学基础知识：磁学类型、自旋轨道相互作用、偶极相互作用、交换相互作用、磁各向异性 自旋相关传输：异常霍尔效应、各向异性磁阻 (AMR)、巨磁阻 (GMR)、隧道磁阻 (TMR)、自旋阀 (SV)、磁隧道结 (MTJ)、磁场传感器（硬盘读取头、生物传感器） 磁化动力学：自旋转移扭矩 (STT)、自旋霍尔效应 (SHE)、自旋轨道扭矩 (SOT)、轨道霍尔效应 (OHE)、磁化切换、磁性 skyrmions 自旋电子器件：磁阻随机存取存储器 (MRAM) 技术 - STT-MRAM、SOT-MRAM、自旋扭矩和自旋霍尔纳米振荡器（STNO 和 SHNO）、自旋量热器、赛道存储器基于自旋的计算：纳米磁逻辑、自旋逻辑、基于振荡器的神经形态计算、自旋波计算。科目代码：PH-xxx 课程名称：太空探索 LTP：3-0-0 学分：3 学科领域：OEC 大纲：不同国家太空探索的历史、对太空技术的需求、对空间科学知识的需求、近地空间的等离子体、大气中的波、其他行星的大气/电离层、空间测量：主动和被动遥感和现场测量、轨道：开普勒行星运动定律、轨道类型、霍曼转移轨道、卫星通信和导航、空间技术的应用。
Citation: K. Shi, W. Cai, S. Jiang, D. Zhu, K. Cao, Z. Guo, J. Wei, A. Du, Z. Li, Y. Huang, J. Yin, J. Åkerman, and W. Zhao, Observation of magnetic d
扭矩，其进动频率接近铁磁共振频率。这主要是由于磁滴模式的进动角较大[7,18,19]。然而，到目前为止，对磁滴的所有实验工作都集中在自旋阀（SV）结构[18,19,21-23]和自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）[24,25]上。SV和SHNO中非常低的磁阻（MR）（约1％）限制了功率发射和基于STNO的任何进一步应用。相比之下，具有强PMA的磁隧道结 (pMTJ) 表现出较高的隧道磁阻 (TMR)，达到 249%，尤其是双 CoFeB 自由层 (DFL) pMTJ，它已成为基于 MTJ 的 MRAM 的主要结构 [26]。因此，人们可以期望在基于 pMTJ 的 NC-STNO 中观察到磁性液滴。然而，我们之前的实验表明，在单自由层 (SFL) MTJ 中很难形成稳定的液滴 [27]。这可能是由于均匀电流密度与空间变化磁化相互作用产生的较大张-力矩所致。相反，预计 DFL pMTJ 可以抑制这种大的张-力矩并有利于形成稳定的磁性液滴。在这里，我们通过实验观察和研究了 DFL pMTJ 中的稳定磁性液滴，同时伴随着同一器件中相对于类 FMR 模式进动的功率增强。此外，通过微磁模拟，我们认为磁隧道结中的磁性液滴之所以稳定，主要是因为低的Zhang-Li力矩和DFL中强的钉扎场共同作用的结果[28]。我们的研究结果为磁隧道结中磁性液滴的成核提供了全面的认识，为进一步优化磁隧道结中磁性液滴的使用奠定了基础。