面向自旋轨道电子学器件的 Ir/CoFeB 中自旋霍尔角、自旋混合电导与自旋扩散长度的测定

铱因其有趣的磁学特性（如大的 RKKY 交换耦合）以及大的自旋轨道耦合值，成为自旋电子学应用中极具前景的材料。例如，Ir 被用作垂直合成反铁磁或亚铁磁系统的间隔层。然而，关于该材料自旋电子学参数的研究报道甚少。本文展示了基于 CoFeB/Ir 双层的逆自旋霍尔效应-自旋泵浦铁磁共振测量，用以估算有效自旋霍尔角、铱中的自旋扩散长度以及 CoFeB/Ir 双层中的自旋混合电导。为确保结果可靠，我们在 CoFeB/Pt 双层上进行了相同实验，其行为因大量已报道研究而广为人知。实验结果表明，在电阻率为 250 nΩ·m 时，铱中的自旋扩散长度为 1.3 nm，CoFeB/Ir 界面的自旋混合电导 $g_{eff}^{\uparrow \downarrow}$ 为 30 nm$^{-2}$，铱的自旋霍尔角与铂的符号相同，且估算值为铂的 26%。所发现的自旋霍尔角值，Pt 为 7.7%，Ir 为 2%。这些相关参数将有助于在结合自旋轨道矩和自旋转移矩的新概念与器件中考虑使用 Ir。