Каждый осциллятор несёт собственный компас, встроенный в кристаллическую решётку. Раньше спин-холловские наноосцилляторы, крошечные источники микроволн на спиновом токе, не могли обойтись без внешнего магнита: именно он задавал общую ось, вокруг которой колебалась намагниченность. Без такого магнита все элементы массива теряли общий строй, а вместе с ним и способность синхронизироваться.

Авторы вырастили эпитаксиальный слой гексагонального кобальта на подложке MgO(110) так, чтобы ось лёгкого намагничивания лежала в плоскости плёнки. Кристаллическая решётка сама стала магнитом: она создаёт поле анизотропии, которое удерживает намагниченность в нужном направлении. Это поле измерили по петле гистерезиса — получилось 0.36 Тл, а проверка по резонансным частотам дала 0.337 Тл. После литографии анизотропия сохранилась.

При нулевом внешнем поле и остаточной намагниченности вдоль оси x автоколебания возникали выше порога по току и оставались на частотах выше 10 ГГц. Смена направления остаточной намагниченности на противоположное меняла полярность тока, при которой возникают колебания. Осциллятор переключается без внешнего магнита: направление встроенного компаса определяет, какой ток запустит генерацию.

Микросфокусированное бриллюэновское рассеяние света показало, что интенсивная мода локализована в области перетяжки, а более слабая и широкая распределена по устройству. При углах 105°, 120° и 135° между током и осью анизотропии две спектральные ветви сливались в одну доминирующую, что указывает на взаимную синхронизацию краевых мод. Пороговый ток уменьшался с ростом угла, следуя закону Ith = Ith,0 / sin φI.

Теперь каждый осциллятор несёт собственный компас, встроенный в кристаллическую решётку. Внешний магнит больше не нужен, а направление остаточной намагниченности можно переключать импульсами тока. Это открывает путь к локально программируемым сетям осцилляторов для нейроморфных вычислений и генераторов СВЧ, где недопустимы внешние магниты и требуется независимое управление элементами.