基于高灵敏度 MOKE 测量的自旋洛伦兹效应诱导的自旋积累检测

电荷到自旋（轨道）动量转换现象具有推动自旋/轨道电子学应用的巨大潜力。尽管当前诱导的磁动量积累对基本理解和实际应用都至关重要，但直接定量测量仍寥寥无几。光极化测量，即磁光 Kerr 旋转（MOKE）($\theta_K$)，已被用于获取 Pt 等后过渡金属以及 Ti、Cr 等轻过渡元素中垂直于电流密度 ($J$) 的磁动量积累的直接证据。然而，报告的 $\theta_K/J$ 值存在超过一个数量级的差异，且早期认为常规 MOKE 实验不适合作为合适工具，这促使人们修订方法和结果。本文报道了一种新的 MOKE 测量方法，解决了已知瓶颈。我们获得了灵敏度为 $(354 \pm 27)$ nV/nrad 的灵敏度，并据此设计的协议测量了在 50 nm 厚的 Pt 条中 S 极化和 P 极化入射光的 $|\theta_K^S/J| = (7.92 \pm 1.94)$ nrad/$(10^7$ A/cm$^2)$ 和 $|\theta_K^P/J| = (6.89 \pm 1.74)$ nrad/$(10^7$ A/cm$^2)$。提取的 $|\theta_K^S/J|$ 值显著小于前述相同器件的实验结果，约低 7 倍。鉴于 Pt 薄膜的微结构差异无法解释如此大的差异，这表明实验程序和模型需要相应修订。