通过改变钨层厚度全光探测 W/CoFeB/SiO2 异质结构中的自旋霍尔角
材料科学
2017-08-16 v1
摘要
先进自旋电子器件的发展依赖于纯自旋电流的高效产生与利用。在具有大自旋轨道耦合的材料中，自旋霍尔效应可将电荷电流转化为纯自旋电流，而由自旋霍尔角(SHA)量化的高转换效率对于实现小型化和节能的自旋电子器件是理想的。在此，我们报告了在具有可变 W 厚度的 Sub/W(t)/Co20Fe60B20(3 nm)/SiO2(2 nm) 异质结构中，beta-tungsten (\b{eta}-W) 薄膜内的巨大 SHA。我们采用全光时间分辨磁光克尔效应显微镜，利用 W 层自旋轨道扭矩对相邻铁磁层 Gilbert 阻尼的调制原理，明确测定了 SHA。观察到 SHA 随 W 层厚度 (t) 呈非单调变化，在 t = 3 nm 附近达到约 0.4 的最大值，随后在 t = 6 nm 时突然降至极低值。SHA 随 W 厚度的这种变化与 W 的厚度依赖性结构相变及其在 W 自旋扩散长度以上的电阻率变化很好地相关联，而在该长度以下，W/CoFeB 处的界面电子效应会影响 SHA 的估算。
引用
@article{arxiv.1702.06258,
title = {All-optical Detection of Spin Hall Angle in W/CoFeB/SiO2 Heterostructures by Varying Tungsten Layer Thickness},
author = {Sucheta Mondal and Samiran Choudhury and Neha Jha and Arnab Ganguly and Jaivardhan Sinha and Anjan Barman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.06258},
year = {2017}
}
备注
5 figures