铁磁共振的动态磁化率与电学探测
介观与纳米尺度物理
2015-12-08 v1
摘要
磁性材料在铁磁共振(FMR)附近的动态磁化率对于解释FMR电学探测中的直流电压非常重要。基于因果律以及FMR附近通常微波吸收线形为洛伦兹型的假设，我们得到了任意样品的动态磁化率及其对应直流电压线形的一般形式。我们的主要发现是：1) 对于具有任意各向异性的材料，动态磁化率并非Polder张量。两个非对角元一般并不互为相反。然而，磁化对总射频场的线性响应系数是Polder张量。这或许解释了为何在分析中总是假设两个非对角元互为相反。2) FMR附近动态磁化率的频率依赖完全由六个数字刻画，而其场依赖完全由七个数字刻画。3) 提出了如何通过标准微波吸收测量为任意样品确定这些数字的方案。我们的结果使得人们能够明确地将各向异性磁阻对直流电压的贡献与反常霍尔效应的贡献分离开。利用这些结果，可以可靠提取自旋泵浦与逆自旋霍尔效应的信息，并确定自旋霍尔角。4) 固定频率下磁化率矩阵的场依赖在有效场不是外加场的单调函数时可能出现多个峰；相反，固定场下磁化率矩阵的频率依赖仅有一个峰。此外，在共振频率对外加场不敏感的情况下，磁化率矩阵以及直流电压的场依赖可能出现另一个非共振宽峰。因此，在解释观测到的峰时应谨慎。
引用
@article{arxiv.1512.01913,
title = {Dynamic magnetic susceptibility and electrical detection of ferromagnetic resonance},
author = {Yin Zhang and X. S. Wang and H. Y. Yuan and S. S. Kang and H. W. Zhang and X. R. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.01913},
year = {2015}
}