由 RuO$_2$-AlO$_x$ 片上微温度计探测的低温自旋佩尔捷效应

我们报道基于 RuO$_2$$-$AlO$_x$ 片上温度计薄膜，在低至 2 K 的低温 $T$ 下于由 Pt 膜与 Y$_{3}$Fe$_5$O$_{12}$（YIG）单晶组成的双层结构中电学探测自旋佩尔捷效应（SPE）。通过反应共溅射技术，我们成功制备了在约 $2~\textrm{K}$ 处具有 $\sim 100\% ~\textrm{K}^{-1}$ 大电阻温度系数（TCR）的 RuO$_2$$-$AlO$_x$ 薄膜。将该 RuO$_2$$-$AlO$_x$ 薄膜用作 Pt/YIG 器件的片上温度传感器，我们观测到由 SPE 引起的亚 $\mu \textrm{K}$ 量级温度变化，其符号相对于外磁场 $B$ 方向反转。我们发现 SPE 信号随 $B$ 增大至 $10~\textrm{T}$ 逐渐减小并收敛于零。该结果归因于 YIG 磁子色散中由于塞曼能隙打开导致的磁子激发受抑，其能量远超 2 K 下的热能。