Topotronic multi-dimensional spin Hall nano-oscillator networks

Informations projet

TOPSPIN

N° de convention de subvention: 835068

DOI

10.3030/835068

Projet clôturé

Date de signature de la CE 8 Avril 2019

Date de début 1 Septembre 2019

Date de fin 31 Août 2025

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total

€ 2 500 000,00

Contribution de l’UE

€ 2 500 000,00

Coordonné par

GOETEBORGS UNIVERSITET
Sweden

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Publications

Peer reviewed articles (39)

Large Non-Volatile Frequency Tuning of Spin Hall Nano-Oscillators using Circular Memristive Nano-Gates

Auteurs: Maha Khademi; Akash Kumar; Mona Rajabali; Saroj P. Dash; Johan Åkerman
Publié dans: IEEE Electron Device Letters, Numéro 45, 2024, Page(s) 268-271, ISSN 2169-3536
Éditeur: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
DOI: 10.1109/led.2023.3339218

Ultra-low current 10 nm spin Hall nano-oscillators

Auteurs: Behera, Nilamani; Chaurasiya, Avinash Kumar; González, Victor H.; Litvinenko, Artem; Bainsla, Lakhan; Kumar, Akash; Awad, Ahmad A.; Fulara, Himanshu; Åkerman, Johan
Publié dans: Advanced Materials, Numéro 36, 2024, Page(s) 2305002, ISSN 1521-4095
Éditeur: Wiley
DOI: 10.1002/adma.202305002

A 50-spin surface acoustic wave Ising machine

Auteurs: Artem Litvinenko, Roman Khymyn, Roman Ovcharov, Johan Åkerman
Publié dans: Communications Physics, Numéro 8, 2025, Page(s) 58, ISSN 2399-3650
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/s42005-025-01969-7

Energy-Efficient Single Layer Spin Hall Nano-Oscillators Driven by Berry Curvature

Auteurs: Lakhan Bainsla, Yuya Sakuraba, Akash Kumar, Avinash Kumar Chaurasiya, Keisuke Masuda, Nattamon Suwannaharn, Ahmad A. Awad, Nilamani Behera, Roman Khymyn, Taisuke Sasaki, Saroj Prasad Dash, Johan Åkerman
Publié dans: ACS Nano, Numéro 19, 2025, Page(s) 18534-18544, ISSN 1936-0851
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsnano.5c02048

Injection Locking of Linearlike and Soliton Spin-Wave Modes in Nanoconstriction Spin Hall Nano-oscillators

Auteurs: Mona Rajabali; Roman Ovcharov; Roman Khymyn; Himanshu Fulara; Akash Kumar; Artem Litvinenko; Mohammad Zahedinejad; Afshin Houshang; Ahmad A. Awad; Johan Åkerman
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 19, 2023, Page(s) 034070, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.19.034070

Voltage control of frequency, effective damping, and threshold current in nano-constriction-based spin Hall nano-oscillators

Auteurs: Victor H. González; Roman Khymyn; Himanshu Fulara; Ahmad A. Awad; Johan Åkerman
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 121, 2022, Page(s) 252404, ISSN 0003-6951
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0128786

Emission of fast-propagating spin waves by an antiferromagnetic domain wall driven by spin current

Auteurs: Roman V. Ovcharov, B. A. Ivanov, Johan Åkerman, Roman S. Khymyn
Publié dans: Physical Review B, Numéro 109, 2024, Page(s) L140406, ISSN 2469-9950
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevb.109.l140406

Width dependent auto-oscillating properties of constriction based spin Hall nano-oscillators

Auteurs: Ahmad A. Awad, Afshin Houshang, Mohammad Zahedinejad, Roman Khymyn, Johan Åkerman
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 116/23, 2020, Page(s) 232401, ISSN 0003-6951
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0007254

Femtosecond Laser Pulse Driven Caustic Spin Wave Beams

Auteurs: S. Muralidhar, R. Khymyn, A. A. Awad, A. Alemán, D. Hanstorp, J. Åkerman
Publié dans: Physical Review Letters, Numéro 126/3, 2021, ISSN 0031-9007
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.126.037204

Ultrathin Ferrimagnetic GdFeCo Films with Low Damping

Auteurs: Bainsla, Lakhan; Kumar, Akash; Awad, Ahmad A.; Wang, Chunlei; Zahedinejad, Mohammad; Behera, Nilamani; Fulara, Himanshu; Khymyn, Roman; Houshang, Afshin; Weissenrieder, Jonas; Åkerman, Johan
Publié dans: Advanced Functional Materials, Numéro 32, 2022, Page(s) 2111693, ISSN 1616-301X
Éditeur: John Wiley & Sons Ltd.
DOI: 10.1002/adfm.202111693

Magnetodynamic properties of ultrathin films of Fe$$_{\textbf{3}}$$Sn$$_{\textbf{2}}$$-a topological kagome ferromagnet

Auteurs: Kacho Imtiyaz Ali Khan, Akash Kumar, Pankhuri Gupta, Ram Singh Yadav, Johan Åkerman, Pranaba Kishor Muduli
Publié dans: Scientific Reports, Numéro 14, 2024, Page(s) 3487, ISSN 2045-2322
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41598-024-53621-z

Antiferromagnetic droplet soliton driven by spin current

Auteurs: Roman V. Ovcharov, Mohammad Hamdi, Boris A. Ivanov, Johan Åkerman, Roman S. Khymyn
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 124, 2025, Page(s) 172406, ISSN 0003-6951
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0189712

Spin-wave-mediated mutual synchronization and phase tuning in spin Hall nano-oscillators

Auteurs: Akash Kumar, Avinash Kumar Chaurasiya, Victor H. González, Nilamani Behera, Ademir Alemán, Roman Khymyn, Ahmad A. Awad, Johan Åkerman
Publié dans: Nature Physics, Numéro 21, 2025, Page(s) 245-252, ISSN 1745-2473
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41567-024-02728-1

Energy-efficient W$_{\text{100-x}}$Ta$_{\text{x}}$/CoFeB/MgO spin Hall nano-oscillators

Auteurs: Behera, Nilamani; Fulara, Himanshu; Bainsla, Lakhan; Kumar, Akash; Zahedinejad, Mohammad; Houshang, Afshin; Åkerman, Johan
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 18, 2022, Page(s) 024017, ISSN 2331-7019
Éditeur: America Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.18.024017

Spintronic devices as next-generation computation accelerators

Auteurs: Victor H. González, Artem Litvinenko, Akash Kumar, Roman Khymyn, Johan Åkerman
Publié dans: Current Opinion in Solid State and Materials Science, Numéro 31, 2024, Page(s) 101173, ISSN 1359-0286
Éditeur: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/j.cossms.2024.101173

Symmetry Enhanced Unconventional Spin Current Anisotropy in a Collinear Antiferromagnet

Auteurs: Pankhuri Gupta, Kacho Imtiyaz Ali Khan, Akash Kumar, Pratik Sahu, Rekha Agarwal, Artem Litvinenko, Nidhi Kandwal, Ram Singh Yadav, Birabar Ranjit Kumar Nanda, Johan Åkerman, Pranaba Kishor Muduli
Publié dans: Advanced Functional Materials, 2025, ISSN 1616-301X
Éditeur: John Wiley & Sons Ltd.
DOI: 10.1002/adfm.202506816

Femtosecond laser comb driven perpendicular standing spin waves

Auteurs: A. A. Awad; S. Muralidhar; A. Alemán; R. Khymyn; D. Hanstorp; J. Åkerman
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 120, 2022, Page(s) 012405, ISSN 0003-6951
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0076305

Ultrafast Ising Machines using spin torque nano-oscillators

Auteurs: Dagur Ingi Albertsson; Mohammad Zahedinejad; Afshin Houshang; Roman Khymyn; Johan Åkerman; Ana Rusu
Publié dans: Applied Physics Letters, 2021, ISSN 0003-6951
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0041575

Frequency comb enhanced Brillouin microscopy

Auteurs: Ademir Aleman, Shreyas Muralidhar, Ahmad A. Awad, Johan Åkerman, Dag Hanstorp
Publié dans: Optics Express, Numéro 28/20, 2020, Page(s) 29540, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.398619

Phase and frequency-resolved microscopy of operating spin Hall nano-oscillator arrays

Auteurs: A. Alemán, A. A. Awad, S. Muralidhar, R. Khymyn, A. Kumar, A. Houshang, D. Hanstorp, J. Åkerman
Publié dans: Nanoscale Horizons, Numéro 9, 2024, Page(s) 1732-1739, ISSN 2055-6756
Éditeur: Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI: 10.1039/d4nh00260a

Instability in domain wall dynamics in almost-compensated ferrimagnets

Auteurs: R. V. Ovcharov, B. A. Ivanov, E. G. Galkina, J. Åkerman, R. S. Khymyn
Publié dans: Physical Review B, Numéro 112, 2025, Page(s) 014408, ISSN 2469-9950
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/m5zv-lbgl

Global biasing using a hardware-based artificial Zeeman term in spinwave Ising machines

Auteurs: Victor H. González, Artem Litvinenko, Roman Khymyn, Johan Åkerman
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 124, 2025, Page(s) 092409, ISSN 0003-6951
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0185888

Two-dimensional mutually synchronized spin Hall nano-oscillator arrays for neuromorphic computing

Auteurs: Mohammad Zahedinejad, Ahmad A. Awad, Shreyas Muralidhar, Roman Khymyn, Himanshu Fulara, Hamid Mazraati, Mykola Dvornik, Johan Åkerman
Publié dans: Nature Nanotechnology, Numéro 15/1, 2020, Page(s) 47-52, ISSN 1748-3387
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41565-019-0593-9

Phase noise analysis of mutually synchronized spin Hall nano-oscillators

Auteurs: Artem Litvinenko; Akash Kumar; Mona Rajabali; Ahmad A. Awad; Roman Khymyn; Johan Åkerman
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 122, 2023, Page(s) 222401, ISSN 1077-3118
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0152381

Phase-Binarized Spin Hall Nano-Oscillator Arrays: Towards Spin Hall Ising Machines

Auteurs: Afshin Houshang; Mohammad Zahedinejad; Shreyas Muralidhar; Jakub Chęciński; Roman Khymyn; Mona Rajabali; Himanshu Fulara; Ahmad A. Awad; Mykola Dvornik; Johan Åkerman
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 17, 2022, Page(s) 014003, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Soceity
DOI: 10.1103/physrevapplied.17.014003

Femtosecond laser driven precessing magnetic gratings

Auteurs: Gaolong Cao, Sheng Jiang, Johan Åkerman, Jonas Weissenrieder
Publié dans: Nanoscale, Numéro 13/6, 2021, Page(s) 3746-3756, ISSN 2040-3364
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d0nr07962f

Antiferromagnetic Bloch Line Driven by Spin Current as Room-Temperature Analogue of a Fluxon in a Long Josephson Junction

Auteurs: R.V. Ovcharov; B.A. Ivanov; J. Åkerman; R.S. Khymyn
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 20, 2023, Page(s) 034060, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.20.034060

Advances in Magnetics Roadmap on Spin-Wave Computing

Auteurs: Chumak, A. V.; Kabos, P.; Wu, M.; Abert, C.; Adelmann, C.; Adeyeye, A. O.; Akerman, J.; Aliev, F. G.; Anane, A.; Awad, A.; Back, C. H.; Barman, A.; Bauer, G. E. W.; Becherer, M.; Beginin, E. N.; Bittencourt, V. A. S. V.; Blanter, Y. M.; Bortolotti, P.; Boventer, I.; Bozhko, D. A.; Bunyaev, S. A.; Carmiggelt, J. J.; Cheenikundil, R. R.; Ciubotaru, F.; Cotofana, S.; Csaba, G.; Dobrovolskiy, O. V.; D
Publié dans: IEEE Transactions on Magnetics, Numéro 58, 2022, Page(s) 0800172, ISSN 0018-9464
Éditeur: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/tmag.2022.3149664

Memristive control of mutual spin Hall nano-oscillator synchronization for neuromorphic computing.

Auteurs: Mohammad Zahedinejad; Himanshu Fulara; Roman Khymyn; Afshin Houshang; Mykola Dvornik; Shunsuke Fukami; Shun Kanai; Hideo Ohno; Johan Åkerman
Publié dans: Nature Materials, 2022, ISSN 1476-1122
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41563-021-01153-6

Frequency-tunable low-noise oscillator based on yttrium-iron-garnet/gadolinium-gallium-garnet structure with strong magnetoelastic coupling

Auteurs: P. Sgarro, R. Ovcharov, R. Khymyn, S. Ghosh, A.A. Awad, J. Åkerman, A. Litvinenko
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 23, 2025, Page(s) 064049, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/rq6q-q91k

Fabrication of voltage-gated spin Hall nano-oscillators

Auteurs: Akash Kumar; Mona Rajabali; Victor Hugo González; Mohammad Zahedinejad; Afshin Houshang; Johan Åkerman
Publié dans: Nanoscale, Numéro 14, 2021, Page(s) 1432-1439, ISSN 2040-3372
Éditeur: Royal Soceity of Chemistry
DOI: 10.1039/d1nr07505e

Sustained coherent spin wave emission using frequency combs

Auteurs: S. Muralidhar, A. A. Awad, A. Alemán, R. Khymyn, M. Dvornik, D. Hanstorp, J. Åkerman
Publié dans: Physical Review B, Numéro 101/22, 2020, ISSN 2469-9950
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevb.101.224423

Spin Hall Nano-Oscillator Based on an Antiferromagnetic Domain Wall

Auteurs: R.V. Ovcharov; E.G. Galkina; B.A. Ivanov; R.S. Khymyn
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 18, 2022, Page(s) 024047, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.18.024047

A spinwave Ising machine

Auteurs: Artem Litvinenko; Roman Khymyn; Victor H. González; Roman Ovcharov; Ahmad A. Awad; Vasyl Tyberkevych; Andrei Slavin; Johan Åkerman
Publié dans: Communications Physics, Numéro 6, 2023, Page(s) 227, ISSN 2399-3650
Éditeur: Nature Portfolio
DOI: 10.1038/s42005-023-01348-0

Roadmap for unconventional computing with nanotechnology

Auteurs: Giovanni Finocchio, Jean Anne C Incorvia, Joseph S Friedman, Qu Yang, Anna Giordano, Julie Grollier, Hyunsoo Yang, Florin Ciubotaru, Andrii V Chumak, Azad J Naeemi, Sorin D Cotofana, Riccardo Tomasello, Christos Panagopoulos, Mario Carpentieri, Peng Lin, Gang Pan, J Joshua Yang, Aida Todri-Sanial, Gabriele Boschetto, Kremena Makasheva, Vinod K Sangwan, Amit Ranjan Trivedi, Mark C Hersam, Kerem Y C
Publié dans: Nano Futures, Numéro 8, 2024, Page(s) 012001, ISSN 2399-1984
Éditeur: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2399-1984/ad299a

Robust Mutual Synchronization in Long Spin Hall Nano-oscillator Chains

Auteurs: Akash Kumar; Himanshu Fulara; Roman Khymyn; Artem Litvinenko; Mohammad Zahedinejad; Mona Rajabali; Xiaotian Zhao; Nilamani Behera; Afshin Houshang; Ahmad A. Awad; Johan Åkerman
Publié dans: Nano Letters, Numéro 23, 2023, Page(s) 6720-6726, ISSN 1530-6992
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c02036

Optothermal control of spin Hall nano-oscillators

Auteurs: Shreyas Muralidhar; Afshin Houshang; Ademir Alemán; Roman Khymyn; Ahmad A. Awad; Johan Åkerman
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 120, 2022, Page(s) 262401, ISSN 0003-6951
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0086758

Giant voltage-controlled modulation of spin Hall nano-oscillator damping

Auteurs: Himanshu Fulara, Mohammad Zahedinejad, Roman Khymyn, Mykola Dvornik, Shunsuke Fukami, Shun Kanai, Hideo Ohno, Johan Åkerman
Publié dans: Nature Communications, Numéro 11/1, 2020, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-020-17833-x

Spin Pumping in Moderately Perpendicular W/CoFeB/HfO_<i>x</i> Thin Films

Auteurs: Shiva Gaur, Nilamani Behera, Johan Åkerman, Anubhav Raghav
Publié dans: SPIN, Numéro 14, 2024, Page(s) 2340022, ISSN 2010-3247
Éditeur: World Scientific Pub Co Pte Ltd
DOI: 10.1142/s2010324723400222