铁磁体/半导体双层结构中相对论自旋力矩的解耦
介观与纳米尺度物理
2015-04-09 v1 材料科学
摘要
最近发现的在铁磁体/顺磁体界面由横向电流诱导的相对论自旋力矩，是新一代电控磁存储器件候选自旋电子技术。现象上，该力矩具有场状和反阻尼状分量且对称性不同。微观上，认为有两种可能起源。一种图像中，顺磁体通过相对论自旋霍尔效应(SHE)产生的自旋流被铁磁体吸收并诱导自旋转移力矩(STT)。另一种图像中，通过相对论逆自旋伽伐尼效应(ISGE)产生非平衡自旋密度，并在铁磁体中诱导自旋轨道力矩(SOT)。从早期在顺磁半导体中的观测可知，SHE与ISGE被称为伴随现象，二者均可在同一结构中电学排列自旋。对于铁磁体/顺磁体界面自旋力矩的基本物理理解，实验区分SHE与ISGE贡献至关重要。为此，我们制备了外延过渡金属铁磁体/半导体顺磁体单晶结构，并借助全电学铁磁共振(FMR)技术在室温下对相对论自旋力矩进行矢量分析。通过设计，在我们的结构中场状力矩由基于ISGE的机制主导，而反阻尼状力矩源于基于SHE的机制。
引用
@article{arxiv.1502.02870,
title = {Disentangling relativistic spin torques in a ferromagnet/semiconductor bilayer},
author = {T. D. Skinner and K. Olejník and L. K. Cunningham and H. Kurebayashi and R. P. Campion and B. L. Gallagher and T. Jungwirth and A. J. Ferguson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.02870},
year = {2015}
}