YIG/Cu$_{1-x}$Ir$_{x}$双层宽浓度范围内的复杂太赫兹与直流逆自旋霍尔效应

我们在钇铁石榴石（YIG）上测量了宽Ir浓度范围（$0.05 \leqslant x \leqslant 0.7$）内Cu$_{1-x}$Ir$_{x}$薄膜的逆自旋霍尔效应。自旋流通过自旋塞贝克效应触发，或由直流温度梯度或由金属层的超快光学加热实现。自旋霍尔电流分别通过电接触或测量发射的太赫兹辐射来检测。两种方法均揭示了相同的Ir浓度依赖性，与以往研究相比呈现出一种新颖的复杂非单调行为。对于小Ir浓度观察到信号最小值，而在近等原子组成处出现显著最大值。我们将此行为归因于不同自旋霍尔机制之间的相互作用以及Cu$_{1-x}$Ir$_{x}$中积分自旋流密度的浓度相关变化。直流和超快刺激下得到的一致结果表明，所研究材料即使在超快时间尺度上也能实现高效的自旋至电荷转换，从而能够将已确立的自旋电子学测量方案转移到太赫兹频段。