一种基于异质多铁结构全局应变时钟的纳磁体择多逻辑门

Dou Shu-Qing,Yang Xiao-Kuo, Xia Yong-Shun,Yuan Jia-Hui,Cui Huan-Qing,Wei Bo, Bai Xin,Feng Chao-Wen

Acta Physica Sinica（2023）

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摘要

利用正、负磁致伸缩系数材料(Terfenol-D,Ni)对相同应变的响应差异,提出了一种基于异质多铁结构全局应变时钟的纳磁体择多逻辑门,设计了"高应力启动-低应力计算"的两步择多计算模式,使用MuMax3微磁学仿真软件建立了该器件的微磁学模型,并研究了其能量演化情况和周期能耗.仿真结果表明:异质多铁结构全局应变时钟纳磁体择多逻辑门能够成功地对任意的3端输入组合连续执行择多计算;应用两步择多计算模式,该器件计算正确率可达100％,其执行连续计算的周期为2.75 ns,周期能耗约64 aJ.研究发现:应力各向异性能和偶极子耦合能变化引起的能量势阱变化是决定该器件磁化动力学行为的主要原因.本文研究结果可为纳米磁逻辑电路的设计提供重要指导.

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关键词

majority logic gate,multiferroic nanomagnets,nanomagnet logic,heterogeneous multiferroic structure

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