直接电子测量自旋哈克效应

自旋电子在纳米结构中的产生、操控与检测是自旋电子学的主要挑战之一[1]。在自旋发生器和操控的不同方法中，自旋轨道耦合（将电子的自旋与动量耦合）正引起广泛关注。在自旋轨道耦合系统中，预测会在施加电场的方向垂直方向产生非零自旋电流，从而产生“自旋哈克效应”[2-4]。与这一效应一致的是，最近通过光学技术在半导体通道边缘和半导体异质结构中的二维电子气中检测到电诱导的自旋极化[5,6]。本文报告了在扩散金属导体中进行的自旋哈克效应的电子测量，采用铁磁电极结合隧穿屏障注入自旋极化电流。在我们的数据器件中，我们观察到一种电压，其完全来源于通过自旋哈克效应将注入的自旋电流转化为电荷不平衡。这种电压与注入自旋在由自旋电流方向和电压探针所定义的平面内的垂直分量成正比。这些实验揭示了在无需磁性材料的情况下进行高效自旋探测的可能性，这可能导致集成信息处理和数据存储于单一器件中的有用自旋电子器件的出现。