利用磁畴壁的振荡器及其操作方法
阅读：431发布：2020-05-15
专利汇可以提供利用磁畴壁的振荡器及其操作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 振荡器 及其操作方法。该振荡器利用 磁畴 壁的磁矩的进动来产生 信号 。振荡器包括具有磁畴壁的自由层和对应于磁畴壁的固定层。非 磁性 分隔层插置在自由层和固定层之间。，下面是利用磁畴壁的振荡器及其操作方法专利的具体信息内容。
1.一种振荡器，包括：
具有磁畴壁的自由层；
形成在所述自由层上的分隔层；和
形成在所述分隔层上以对应于所述磁畴壁的固定层；其中
信号通过所述磁畴壁的磁矩的进动产生。
2.根据权利要求1所述的振荡器，其中所述自由层具有垂直磁各向异性，所述固定层具有面内磁各向异性。
3.根据权利要求1所述的振荡器，其中所述分隔层是绝缘层和导电层之一。
4.根据权利要求1所述的振荡器，其中所述自由层包括：
第一区；和
第二区，在所述第一区的每侧；其中
所述第二区的宽度大于所述第一区的宽度，和
所述磁畴壁设置在所述第一区中。
5.根据权利要求4所述的振荡器，其中所述自由层的所述第一区包括：
至少一个凹口，用于钉扎所述磁畴壁。
6.根据权利要求1所述的振荡器，其中所述自由层包括：
至少一个凹口，用于钉扎所述磁畴壁。
7.根据权利要求1所述的振荡器，其中所述自由层包括：
多个磁畴壁。
8.根据权利要求7所述的振荡器，其中所述自由层沿第一方向延伸，所述多个磁畴壁在第一方向彼此间隔开。
9.根据权利要求8所述的振荡器，其中所述分隔层和所述固定层构成叠层结构，所述振荡器还包括：
形成在所述自由层上的多个叠层结构，每个叠层结构对应于所述多个磁畴壁中的一个。
10.根据权利要求8所述的振荡器，其中所述分隔层和所述固定层具有轨道形式并形成为覆盖所述多个磁畴壁。
11.根据权利要求1所述的振荡器，其中所述自由层具有轨道形式，其中具有第一宽度的多个第一区和具有第二宽度的多个第二区交替重复，所述第一宽度大于所述第二宽度，其中所述磁畴壁被包括在所述多个第二区的每个中。
12.根据权利要求1所述的振荡器，其中所述自由层包括：
第一轨道区和第二轨道区，形成为彼此平行；和
多个连接区，插置在所述第一轨道区和所述第二轨道区之间并连接所述第一轨道区和所述第二轨道区；其中
所述多个连接区的每个均包括磁畴壁。
13.一种包括自由层、分隔层和固定层的振荡器的操作方法，其中所述自由层具有磁畴壁，所述分隔层形成在所述自由层上，所述固定层形成在所述分隔层上以对应于所述磁畴壁，所述方法包括：
在所述磁畴壁中引发磁矩的进动；和
检测所述自由层和所述固定层之间的电阻因所述进动而产生的变化。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述自由层具有垂直磁各向异性，所述固定层具有平面磁各向异性。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述磁矩的进动通过将电流施加到所述振荡器而引发。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述电流被施加到所述自由层的端部之间以使得电流穿过所述磁畴壁。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述电流被施加到所述自由层和所述固定层之间。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述磁矩的进动通过将电流和磁场施加到所述自由层而引发。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述磁场沿垂直于所述自由层的方向被施加到所述自由层。
20.根据权利要求13所述的方法，其中所述磁矩的进动通过将磁场施加到所述自由层而引发。
21.根据权利要求13所述的方法，其中所述自由层包括：
多个磁畴壁。
利用磁畴壁的振荡器及其操作方法
技术领域
[0001] 本发明的一个或多个实例实施方式涉及振荡器和操作振荡器的方法。
背景技术
[0002] 振荡器是产生具有规则周期(cycle)的信号的器件。振荡器在诸如移动通信终端、卫星/雷达通信器件、无线网络器件、汽车通信器件、模拟声音合成器等等的无线通信系统中使用。在一个实例中，移动通信器件在特定频带中工作，电压控制振荡器(VCO)用于产生特定频带。
[0003] 常规振荡器的特性包括品质因子、输出功率和相位噪声(phase noise)。随着品质因子和输出功率增大且相位噪声减少，振荡器的性能提高。近来，由于需要更加高效且更小的通信器件并且操作频带已经增大，所以需要具有更高的品质因子和更低的相位噪声的尺寸更小且输出更大的振荡器。
[0005] 然而，在常规自旋力矩振荡器中，磁矩(自旋)的进动角(angle ofprecession)相对小，因此输出功率相对低。同样，在具有点接触结构的常规自旋力矩振荡器中，进动所需的临界电流相对高，这就增大了功率消耗。
发明内容
[0006] 一个或多个实例实施方式提供了尺寸更小但输出功率和/或品质因子增大的振荡器。
[0007] 一个或多个实例实施方式提供了振荡器的操作方法。
[0008] 根据一个或多个实例实施方式，振荡器包括：具有磁畴壁的自由层；形成在自由层上的分隔层；和形成在分隔层上的固定层。固定层对应于磁畴壁。通过磁畴壁的磁矩的进动，振荡器产生信号。
[0009] 根据至少某些实例实施方式，自由层可具有垂直磁各向异性，而固定层可具有面内(in-plane)磁各向异性。自由层可包括：第一区和第二区。第二区可以延伸到第一区的两侧，第二区的宽度大于第一区的宽度。磁畴壁可以设置在第一区中。
[0010] 根据至少某些实例实施方式，自由层的第一区或自由层的另一部分可包括用于钉扎磁畴壁的至少一个凹口。自由层还可以包括多个磁畴壁。分隔层可以是绝缘层和导电层之一。自由层可以沿第一方向延伸，多个磁畴壁可以在第一方向上彼此间隔开。
[0011] 根据至少某些实例实施方式，振荡器还可以包括：形成在自由层上的多个叠层结构。多个叠层结构的每个均可以由分隔层和固定层形成。每个叠层结构可以对应于多个磁畴壁中的一个。
[0012] 分隔层和固定层可以具有轨道形式并可以覆盖多个磁畴壁。自由层也可以具有轨道的形式。在此实例中，具有第一宽度(例如，相对大)的多个第一区和具有第二宽度(例如，相对小)的多个第二区可以交替地重复。磁畴壁可以包括在多个第二区的每个中。
[0013] 根据至少某些实例实施方式，自由层可以包括以规则的间距且彼此平行地延伸的第一轨道区和第二轨道区。多个连接区可以插置在第一轨道区和第二轨道区之间以连接第一轨道区和第二轨道区。每个连接区可以包括磁畴壁。
[0014] 一个或多个实例实施方式提供了一种操作振荡器的方法。根据至少此实例实施方式，振荡器包括：具有磁畴壁的自由层；形成在自由层上的分隔层；和形成在分隔层上以对应于磁畴壁的固定层。在根据至少此实例实施方式的方法中，在磁畴壁中引发磁矩的进动，自由层与固定层之间的电阻因进动而导致的变化被检测到。自由层可以包括多个磁畴壁。
[0015] 根据至少某些实例实施方式，自由层可以具有垂直磁各向异性，而固定层具有平面磁各向异性。通过将电流施加到振荡器可以引发磁矩的进动。电流可以被施加到自由层的端部之间以使得电流穿过磁畴壁。可替换地，电流可以被施加到自由层和固定层之间。
[0016] 根据至少某些实例实施方式，通过将磁场施加到振荡器可以引发磁矩的进动。磁场可以沿垂直于自由层的方向被施加到自由层。在又一实例实施方式中，通过将电流和磁场施加到自由层，可以引发磁矩的进动。附图说明
[0017] 通过后文结合附图的描述，实例实施方式将变得清楚且更加易于理解，附图中：
[0018] 图1为根据实例实施方式的振荡器的透视图；
[0019] 图2(A)和图2(B)分别是包括在图1的振荡器中的自由层和固定层的平面图；
[0020] 图3(A)和图3(B)为示出图2(A)和图2(B)的磁畴壁中磁矩的进动的实例的平面图；
[0021] 图4至图6是根据一个或多个实例实施方式的振荡器的自由层的实例的平面图；
[0022] 图7和图8是根据另一实例实施方式的振荡器的截面图；
[0023] 图9为图7和图8中示出的振荡器的自由层的平面图；
[0024] 图10为根据另一实例实施方式的振荡器的自由层的平面图；
[0025] 图11为示出在磁畴壁的磁矩的进动期间图1的振荡器中磁畴壁的磁性随时间变化的实例的曲线图；
[0026] 图12为通过对图11的曲线图进行傅立叶变换获得的图形；
[0027] 图13为示出图1的振荡器中振动频率随施加到自由层上的电流强度而变化的实例的曲线图；和
[0028] 图14为示出根据实例实施方式的操作振荡器的方法的流程图。
具体实施方式
[0029] 现将参考其中显示本发明的某些实例实施方式的附图更加全面地描述不同实例实施方式。
[0030] 这里公开了具体的说明性实例实施方式。然而，这里公开的特定结构和功能细节仅仅是代表性的，出于描述实例实施方式的目的。但是，实例实施方式可以以许多不同的形式实现且不应解释为仅限于这里阐述的实例实施方式。
[0031] 实例实施方式能有不同改进和替换形式。然而，应当理解，并不旨在将实例实施方式限制为所公开的具体形式，相反，实例实施方式能覆盖所有在可应用的范围内的所有改进、等价物和替换。在整个附图的描述中，相似的附图标记指示相似的元件。
[0032] 可以理解虽然术语第一、第二等可以在此用来描述各种元件，但是这些元件应不受这些术语限制。这些术语只用于区分一个元件与另一元件。例如，第一元件能被称为第二元件，且相似地，第二元件能被称为第一元件，而不背离本发明的教导。这里所用的术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和所有组合。
[0033] 可以理解当元件或层被称为“形成”在另一元件或层“上”时，它可以直接或间接形成在其他元件或层上。也就是说，例如，可以存在中间元件或层。相反，当元件或层被称为“直接形成”在另一元件或层“上”时，则没有中间元件或层存在。用来描述元件或层之间的关系的其它词语应当以相似的方式解释(例如，“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等等)。
[0034] 这里所使用的术语是只为了描述特别的实施方式的目的且不旨在限制实例实施方式。如这里所用，单数形式也旨在包括复数形式，除非内容清楚地指示另外的意思。可以进一步理解当在此说明书中使用时术语“包括”和/或“包含”说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组分的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组分和/或其组。
[0035] 下文，将参考附图描述根据实例实施方式的振荡器及操作振荡器的方法。在附图中，为了清楚，夸大了层和区域的厚度。在整个说明书中，相似的附图标记表示相似的元件。
[0036] 图1为根据实例实施方式的振荡器的透视图。
[0037] 参考图1，至少根据此实例实施方式，自由层100设置在基板上(未示出)。自由层100包括在其中心的第一区10和在第一区10每侧的第二区20。第二区20的宽度可以大于第一区10的宽度。例如，如图1所示，第一区10具有相对小的宽度并插置在彼此间隔开的两个第二区20之间。如图1所示，第一区10连接两个第二区20的中心部分。虽然没有示出，但是第一区10也可以连接两个第二区20的端部。
[0038] 如图1所示，当第一区10连接第二区20的中心部分时，自由层100具有方形槽，该方形槽在第一区10的两侧彼此面对。
[0039] 仍然参考图1，磁畴壁DW1设置在第一区10中。在此实例中，磁畴壁DW1具有相对小的宽度。磁畴壁DW1可以是两个以相反方向磁化的相邻磁畴的边界部分。在此情况下，以相反方向磁化的磁畴(例如，图2(A)和2(B)中的D1和D2)包括在自由层100的磁畴壁DW1的相应侧。自由层100可以具有例如垂直磁各向异性。当自由层100具有垂直磁各向异性时，形成自由层100的磁畴(例如，图2(A)和2(B)中的D1和D2)也可以具有垂直磁化方向；即，磁化方向平行于Z轴。可替换地，磁畴壁DW1可以具有水平磁化方向；即，垂直于Z轴的磁化方向。图1中示出的自由层100仅是一个实例，自由层100的形式可以以不同方式改变。
[0040] 仍然参考图1示出的实例实施方式，分隔层150形成在第一区10上。分隔层150可以是非磁性层。在一个实例中，分隔层150是由氧化物诸如氧化镁(MgO)等形成的绝缘层。分隔层150可以由除氧化物之外的其它绝缘材料形成。分隔层150也可以是导电层。当分隔层150是绝缘层时，分隔层150可以具有使得电子隧穿成为可能的厚度。
[0041] 固定层200形成在分隔层150上。根据至少一个实例实施方式，固定层200是具有固定的磁化方向的铁磁层。固定层200可以具有例如平面磁各向异性；即，垂直于Z轴的磁化方向。在此情况下，固定层200的磁化方向可以平行于磁畴壁DW1的磁化方向。
[0042] 图1示出设置在第一区10上的分隔层150和固定层200。然而，形成分隔层150和固定层200的区域可比图1中示出的大。虽然图1没有示出，但是与自由层100和固定层200的各个侧部接触的电极也可包括在振荡器中。
[0043] 图2(A)和图2(B)是包括在图1的振荡器中的自由层100和固定层200的平面图。
[0044] 参考图2(A)，磁畴壁DW1设置在自由层100的第一区10中。更具体地，在图2(A)中，磁畴壁DW1设置在第一区10的中心部分。同样，磁畴壁DW1可以具有平行于X轴的磁化方向，其由箭头表示。如果磁畴壁DW1形成在自由层100的第一区10的中心部分，则以不同方向磁化的磁畴D1和D2的每个位于自由层100中磁畴壁DW1的各自侧部。第一磁畴D1和第二磁畴D2的磁化方向可以平行于Z轴。例如，第一磁畴D1可以以Z轴方向被磁化，第二磁畴D2可以以与Z轴方向相反的方向被磁化。
[0045] 参考图2(A)和图2(B)，⊙和 表示第一磁畴D1和第二磁畴D2各自的磁化方向。
[0046] 在图2(B)中，固定层200的磁化方向平行于X轴并由固定层200中所示的箭头表示。第一磁畴D1和第二磁畴D2、磁畴壁DW1和固定层200的磁化方向仅是实例。
[0047] 根据实例实施方式的振荡器可以利用磁畴壁DW1的磁矩的进动(precession)产生特定频带的信号。磁矩的进动涉及在特定轨道上磁矩的轴的旋转。磁矩的轴方向可以与磁化方向相同。因此，磁矩的进动可以对应于磁化方向的旋转。由于磁畴壁DW1的磁矩的进动，自由层100和固定层200之间的电阻可以周期性地变化。结果，在特定频带中的信号可以振荡，如将参考图3(A)和3(B)更全面描述。
[0048] 图3(A)和3(B)是示出图2(A)和2(B)的磁畴壁DW1中磁矩的进动的实例的平面图。
[0049] 参考图3(A)和3(B)，通过向自由层100施加电流，可以诱发磁畴壁DW1中磁矩的进动。响应于施加的电流，在此实例中，磁畴壁DW1的磁化方向旋转。在图3(A)和3(B)中，电流施加到自由层100的两侧之间，使得电子e-从自由层100的一端穿过磁畴壁DW1流动到自由层100的另一端，且磁畴壁DW1的磁化方向旋转。然而，实例实施方式不限于此描述。取代在自由层100的两侧之间施加电流，电流可以施加在自由层100和固定层200之间从而引发磁畴壁DW1中磁矩的进动。
[0050] 磁畴壁DW1中的磁矩可以旋转等于或者大约360°的旋转角度。在此实例实施方式中，磁畴壁DW1不包括在Z轴方向上的磁化分量，使得在磁畴壁DW1中的磁矩旋转同时保持平行于XY平面。因此，进动的角度相对大(例如，非常大)。如果磁畴壁DW1中的磁矩旋转同时保持平行于XY平面，则平行态和反平行态周期性地重复。
[0051] 在平行态中，自由层100的磁化方向和固定层200的磁化方向相同，但是在反平行态中，自由层100的磁化方向与固定层200的磁化方向相反。此外，在平行态时，在自由层100和固定层200之间的电阻相对低；而在反平行态时，自由层100和固定层200之间的电阻相对高。
[0052] 由于磁畴壁DW1的磁矩在XY平面上旋转等于或约360°，所以自由层100和固定层200之间的电阻可重复地相对低和相对高。因此，与一般的振荡器相比，根据至少此实例实施方式的振荡器可以具有相对高的输出功率。
[0053] 通过施加电流可以引起根据至少此实例实施方式的进动。如果外部磁场用于增大进动的角度，则振荡器的结构和操作方法会相对复杂。然而，根据至少此实例实施方式通过施加电流可以更容易地引起最大角度的进动。不过，根据至少一些实例实施方式，磁场可以用于引发进动。同样，磁场可以与电流一起使用。
[0054] 根据一个或多个实例实施方式，与磁畴中磁矩的进动比较，磁畴壁DW1中磁矩的进动允许用于振荡的临界电流减小(例如，显著减小)。这是因为磁畴壁DW1的磁矩在面内(例如，XY平面)旋转，而磁畴中的磁矩不在面内(in-plane)旋转，而是在垂直于平面的方向上旋转。
[0055] 此外，根据一个或多个实例实施方式的振荡器可以是具有可调的振荡频率的频率可调振荡器。例如，在根据至少此实例实施方式的振荡器中，根据施加的电流和/或磁场的强度，和/或根据自由层100的形式、尺寸和性能(例如，阻尼常数)可以调谐振荡频率。
[0056] 图1中所示的自由层100的形状可以改变。图4至图6是根据其它实例实施方式的振荡器中所用的具有不同形状的自由层100a、100b和100c的平面图。
[0057] 参考图4，凹口(notch)n1和n2形成在第一区10a的各自侧部。在此实例中，凹口n1和n2起到用于固定磁畴壁DW1的钉扎点的作用。这是因为，当磁畴壁DW1形成在具有相对小宽度的区域中(例如，形成凹口n1和n2的区域)时，磁畴壁DW1可以在能量方面更稳定。
[0058] 在图4中，凹口n1和n2相对小。然而，如图5所示，凹口的尺寸可以增大。
[0059] 参考图5，凹口n1’和n2’沿Y轴的长度等于或基本等于第一区10b沿Y轴方向的长度。
[0060] 如图4和图5所示，当凹口n1、n1’、n2和n2’被包括在第一区10a和10b中时，磁畴壁DW1可以因凹口n1、n1’、n2和n2’而被钉扎，从而可以不需要具有相对大宽度的区域(例如，第二区域20)。在此实例中，可以使用图6中所示的自由层100c。
[0061] 参考图6中示出的实例实施方式，自由层100c基本为矩形并包括凹口n1”和n2”，凹口n1”和n2”在自由层100c的各自侧部上彼此面对。
[0062] 在图4至图6中，凹口n1、n1’、n1”、n2、n2’和n2”被包括在自由层100a、100b和100c的中心部分的侧部上。然而，可替换地，凹口n1、n1’、n1”、n2、n2’和n2”可以被包括在一个侧部上，而不是两个侧部上。同样，除了采用凹口之外，可以采用其它钉扎磁畴壁DW1的方法。例如，当通过向自由层的某些区域或部分注入杂质来改变自由层的性能时，磁畴壁可以被钉扎在注入杂质的区域中。因此，可以从自由层100c层中省略凹口n1”和n2”。
[0063] 返回参考图1，当凹口没有形成在第一区10中时，磁畴壁DW1可以通过施加电流或磁场而被轻微地移动。然而，磁畴壁DW1保持在第一区10中，原因在于将磁畴壁DW1移出宽度相对小的第一区10并进入宽度相对大的第二区20是相对困难的。因此，磁畴壁DW1可以仅在与固定层200交叠的第一区10中移动。
[0064] 根据另一实例实施方式的振荡器包括多个磁畴壁，将参考图7至图10来描述。
[0065] 图7是根据另一实例实施方式的振荡器的截面图。
[0066] 参考图7，第一导电层C1形成在基板(未示出)上，自由层1000形成在第一导电层C1上。自由层1000可以形成为沿Y轴方向延伸的轨道。在此实例实施方式中，自由层1000包括多个磁畴D，该多个磁畴D根据自由层1000延伸的方向而布置为线形。磁畴壁DW插置在每对相邻磁畴D之间。因此，多个磁畴壁DW彼此间隔开并在自由层1000的延伸方向上布置成线形。自由层1000的平面结构将在后文更详细地描述。
[0067] 多个叠层结构S 1形成在自由层1000上。每个叠层结构S1包括层叠的分隔层1500和固定层2000。在此实例中，每个叠层结构S1对应于磁畴壁DW。分隔层1500和固定层2000可以与以上参考图1描述的分隔层150和固定层200相同或基本相同。还设置了层间绝缘层2500，其填充多个叠层结构S1之间的空间。
[0068] 仍然参考图7示出的实例实施方式，第二导电层C2形成在层间绝缘层2500上。第二导电层C2通常与层间绝缘层2500和固定层2000接触。根据至少一个实例实施方式，第一导电层C1和第二导电层C2可以用作电极。可替换地，固定层2000的某些部分和/或自由层1000可以用作电极，使得第一导电层C1和第二导电层C2的至少一个可以被省略。在此情况下，包括第一导电层C1和第二导电层C2是可选的。
[0069] 在图7中，多个固定层2000以一对一的方式对应于多个磁畴壁DW。然而，在另一实例实施方式中，固定层2000可以以轨道的形式延伸。在此情况下，分隔层和固定层可以具有相似或基本相似的形式。图8示出了分隔层和固定层形成为轨道的实例。
[0070] 参考图8，在此实例实施方式中，分隔层1500’和固定层2000’依次形成在自由层1000上。分隔层1500’和固定层2000’具有沿着与自由层1000延伸的方向相同的方向延伸的轨道形式。在此情况下，分隔层1500’和固定层2000’可以具有从顶部看时足以覆盖至少多个磁畴壁DW1的宽度和长度。
[0071] 根据图7和图8所示的实例实施方式，自由层1000可以具有不同的平面结构。在一个实例中，自由层1000可以具有图9所示的平面结构。
[0072] 参考图9，自由层1000具有其中多个第一区10’和多个第二区20’交替重复的形式。在此实例中，多个第一区中的每个具有相对小的宽度，在第一区10’的每侧的自由层1000的端部或部分用作第二区20’。因此，多个磁畴壁DW的每个设置在多个第一区10’中相应的一个中，磁畴D设置在每个磁畴壁DW的每侧。当一个第一区10’和在第一区10’两侧的第二区20’构成图9中的一个单元结构时，单元结构可以与图1的自由层100相似或基本相似。然而，单元结构可以改变为例如图4至图6中示出的结构。
[0073] 根据至少一个其它实例实施方式，自由层1000’可以具有如图10所示的平面结构。
[0074] 参考图10，在此实例实施方式中，自由层1000’包括以规则的间距彼此平行地延伸的第一轨道区20A和第二轨道区20B。多个连接区10A插置在第一轨道区20A和第二轨道区20B之间。磁畴壁DW’被包括在多个连接区10A的每个中。第一磁畴D1’被包括在多个磁畴壁DW’的一侧中(例如，第一轨道区20A这一侧)，第二磁畴D2’被包括在多个磁畴壁DW’的另一(例如，相反)侧(例如，第二轨道区20B这一侧)。第一磁畴D1’和第二磁畴D2’可以具有不同的磁化方向。虽然没有示出，但是分隔层和固定层可以与以上关于图7和/或图8所描述的分隔层和固定层相似或基本相似。
[0075] 如参考图7至图10所述，当根据实例实施方式的振荡器包括多个磁畴壁时，可以使用由多个磁畴壁产生的共振频率(例如，自旋波的同步)，振荡器的输出功率可以增大(例如，大幅增大)。在一个实例中，振荡器的输出功率可以与磁畴壁的数量的平方成比例的增大。
[0076] 图11是示出当磁畴壁DW1的进动在图1的振荡器中引发时，图1的振荡器中磁畴壁DW1的磁化(magnetization)随时间变化的实例的曲线图。在此实例中，自由层100是垂直磁各向异性钴/铂(Co/Pt)层，分隔层150是氧化镁(MgO)层，固定层200是平面(in-plane)磁各向异性钴铁硼(CoFeB)层。在图11中，第一曲线G1表示X轴磁化分量的变化，第二曲线G2表示Y轴磁化分量的变化。
[0077] 参考图11，振荡根据第一曲线G1和第二曲线G2以规则的周期(cycle)发生。第一曲线G1和第二曲线G2的变化周期大致相同；即，大约1200皮秒(ps)或1.2纳秒(ns)，其表示磁畴壁DW1的磁矩以约1.2ns的周期旋转。该周期转换为约900MHz的频率。
[0078] 图12为通过对图11的曲线进行傅立叶变换而获得的图形。
[0079] 参考图12，基模频率是约900MHz，其与对图11进行计算获得的结果相同。
[0080] 图13为示出振荡频率随施加到图1的振荡器中自由层100的电流强度而变化的实例的曲线图。在此实例中，自由层为Co/Pt层，分隔层150为MgO层，固定层200为CoFeB层。形成在自由层100的两侧表面中的槽的深度(例如，沿X轴方向的长度)为约10nm。
[0081] 参考图13，随着用于进动的电流强度的增大，振荡频率增大。随着电流增大，振荡频率几乎线性增大。结果，根据至少此实例实施方式的振荡器可以用作频率可调振荡器。
[0082] 此后，将描述根据实例实施方式的振荡器的操作方法。
[0083] 图14为示出根据实例实施方式的振荡器的操作方法的流程图并且结合图1和图7来描述。
[0084] 参考图14，在S10引发了磁畴壁中磁矩的进动。参考图1示出的实例实施方式，通过施加电流到自由层100使得电流穿过磁畴壁DW1从自由层100的一端到达自由层100的另一端，或者通过在自由层100和固定层200之间施加电流，可引发磁畴壁DW1中磁矩的进动。可替换地或另外地，通过对自由层100施加磁场可以引发进动。在此实例中，磁场可以在垂直于自由层100的方向(例如，Z轴方向)施加。可替换地，通过将电流和磁场一起施加到自由层100可以引发进动。
[0085] 参考图7，通过在自由层1000的端部之间或者在自由层1000与固定层2000之间施加电流可以引发磁畴壁DW中的磁矩的进动。通过将磁场施加到自由层1000或将电流和磁场二者一起施加到自由层1000也可以引发进动。
[0086] 返回参考图14，在S20，在磁畴壁DW1和DW中磁矩的进动期间，检测自由层100和1000与固定层200和2000之间的电阻的变化。自由层100和1000与固定层200和2000之间的电阻可以因进动而周期性变化，其参考图3进行了描述。
[0087] 在图14的S30，由于自由层100和1000与固定层200和2000之间电阻的变化，产生具有给定频率的信号。当控制引发进动的电流和/或磁场的强度和/或控制自由层100和1000的形状、尺寸和/或性能时，可以改变振荡频率。
[0088] 应当理解的是，这里描述的实例实施方式应理解为仅是说明性的而不用于限制目的。每个实例实施方式中特征或方案的描述应典型地理解为对于其它实例实施方式中的其它相似特征或方案是可用的。
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