Spintronics is an attractive field that combines magnetism and electronics to realize new devices. Spin based oscillators (SBOs) have gained significant interest in recent years due to their attractive characteristics, including high operating frequency, low power, small area and integration compatibility with CMOS circuitry. SBOs have shown potential in the fields of wireless communication systems, magnetic field sensing and neuromorphic computing. A relatively new and promising SBO architecture is the three-terminal Spin Hall Nano Oscillator (SHNO). To accelerate the design of next generation spintronic devices, co-design and simulation of three-terminal SHNOs with CMOS technology are of great importance. To realize this, a comprehensive analytical model is needed. In this thesis, an extensive survey of SBO theory is performed and a set of compact equations are proposed to describe the SBO characteristics. From these equations a compact model is realized in Verilog-A and verified against experimental measurements. The model shows good agreement with experimental results and opens up the possibility of designing CMOS circuits for three-terminal SHNOs. / Spintronics kombinerar magnetism och elektronik med syftet att utveckla nya komponenter. Spin baserade oscillatorer (SBO) har fått ökad intresse de senaste åren på grund av deras attraktiva egenskaper, inklusive hög frekvens, låg kraft, liten yta och integrations kompatibilitet med CMOS-kretsar. SBO har visat potential i kommunikationssystem, avkänning av magnetfält och neuromorfisk databehandling. En ny och förhoppningsfull SBO-arkitektur är den tre-terminala Spin Hall Nano Oscillator (SHNO). För att påskynda design av nästa generations spintronic-komponenter är co-design och simulering av tre-terminala SHNOs med CMOS-teknik av en stor betydelse. En modell krävs för att göra detta. I denna avhandling utförs en omfattande undersökning av SBO teori samt ekvationer för beskrivning av SBO egenskaper är föreslagen. Från dessa ekvationer är en kompakt modell i Verilog-A utvecklad och verifieras mot experimentella mätningar. Modellen visar god överensstämmelse med experimentella resultat och öppnar möjligheten att designa CMOS-kretsar för tre-terminal SHNOs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-232063 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Ingi Albertsson, Dagur |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2018:159 |
Page generated in 0.0028 seconds