磁性绝缘体中磁化动力学电气探测的消歧义
介观与纳米尺度物理
2026-04-20 v1 材料科学
摘要
磁性绝缘体中电气探测磁化动力学，既是理解磁挞传输的基础研究，又是开发低损耗磁挞器件的关键。 在重金属/磁性绝缘体异质结构中，旋流泵和旋力量磁共振（ST-FMR）是常用方法，常在不同测量几何中被单独处理。实际情况下，这两种效应的竞争会产生信号方向相反的电压信号，导致对底层物理的解释含糊不清。本文展示了如何消除这两种效应的各自贡献，并提供一种解释通过重磁性绝缘体微波激发并通过重金属中的旋密度转换检测磁化动力学的实验的框架。我们系统地在 Pt 覆盖的稀镱和铋-铁硅铁石镶石薄膜中研究了旋流泵和 ST-FMR于非局部和局部器件。我们指出，旋波特性、磁化耗散、磁场取向和器件几何结构决定了信号的方向和大小。在多数情况下，微波激发产生的电压在垂直或平行磁配置之间改变符号。我们消除了由指数衰减的传播旋波引起的旋流泵贡献，以及由感应耦合远程激发的 ST-FMR弱距离依赖贡献。我们指出，旋波在薄膜厚度中的激发轮廓和磁化阻尼主要决定哪种贡献占主导地位。因此，电气信号的符号不能唯一地归因于磁挞模式的手性。
引用
@article{arxiv.2604.15999,
title = {Disambiguating electrical detection of magnetization dynamics in magnetic insulators},
author = {Hanchen Wang and William Legrand and Shangyuan Wang and Davit Petrosyan and Hiroki Matsumoto and Richard Schlitz and Ka Shen and Pietro Gambardella},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.15999},
year = {2026}
}