自旋轨道矩与热电效应的角度表征
材料科学
2019-11-18 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
自旋轨道矩(SOT)源于电子电荷、自旋和轨道之间的相互作用，在过去十年中引起了极大的兴趣。尽管取得了巨大进展，现有的SOT量化方法仍各自存在局限性，例如对磁各向异性的限制、SOT有效场之间的纠缠，以及来自热梯度和平面霍尔效应等的伪影。因此，在不同样品中精确表征SOT仍然是一项关键需求。在这项工作中，为了消除上述限制，从而实现普适的SOT量化，我们报告了通过角度测量来表征SOT的符号和幅度的方法。我们首先在垂直磁化的Pt/Co-Ni异质结中验证了角度表征的适用性，其结果与传统量化方法的结果表现出极好的一致性。值得注意的是，热电效应，即由温度梯度引起的反常能斯特效应(ANE)，可以从角度表征的场依赖性中自洽地解耦和量化。这种角度表征的优越性在具有大ANE但SOT可忽略的Cu/CoTb/Cu样品，以及具有弱垂直磁各向异性(PMA)的Pt/Co-Ni样品中得到了进一步证明，对于这些样品，传统的量化方法不适用，甚至会产生致命错误。通过提供一种全面且通用的方法来表征各种异质结中的SOT和热电效应，我们的结果为自旋轨道电子学研究以及热自旋电子学的跨学科研究奠定了重要基础。
引用
@article{arxiv.1909.09012,
title = {Angular characterization of spin-orbit torque and thermoelectric effects},
author = {Huanglin Yang and Huanjian Chen and Meng Tang and Shuai Hu and Xuepeng Qiu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09012},
year = {2019}
}