铁磁金属中自旋霍尔效应的剖析
材料科学
2023-08-08 v1
摘要
非磁性材料中的自旋霍尔效应已被深入研究，并成为自旋电子学中最重要的自旋-电荷转换机制之一。然而，铁磁金属中的自旋霍尔效应研究较少，至今仍不清楚。在本工作中，我们利用第一性原理计算研究了代表性铁磁合金中的自旋霍尔效应。我们首先将自旋霍尔效应阐明为三种不同类型，包括常规自旋霍尔效应（CSHE）、自旋异常霍尔效应（SAHE）和磁性自旋霍尔效应（MSHE），随后计算了(Fe, Co, Ni)Pt、NiFe和CoFe合金对应的自旋霍尔电导率和自旋霍尔角。我们发现上述三种自旋霍尔机制确实在铁磁金属中共存。特别地，对于基于Pt的铁磁合金，我们预测其具有与Pt相当的可观的常规和磁性自旋霍尔角。铁磁金属中显著的非常规自旋霍尔效应可能丰富自旋-电荷转换现象。例如，由显著的具有面外自旋极化的MSHE产生的自旋电流，应有助于通过自旋轨道转矩效应实现垂直磁化的无场翻转。本工作可能激发未来对铁磁金属中自旋霍尔效应的研究，并为自旋电子学中自旋-电荷转换器件的应用铺平道路。
引用
@article{arxiv.2308.03111,
title = {Anatomy of spin Hall effect in ferromagnetic metals},
author = {Fanxing Zheng and Jianting Dong and Xinlu Li and Meng Zhu and Ye Zhou and Jia Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.03111},
year = {2023}
}