自旋扭矩驱动的绝缘纳米磁体

磁性绝缘体，如钇铁石榴石 (Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$)，由于其低能耗和高效的自旋电流产生与传输，是超低功耗自旋电子学应用的理想材料。最近，人们认识到自旋动力学可以通过自旋霍尔效应在微米尺寸的 Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Pt 异质结中非常有效地驱动。我们在此通过自旋扭矩铁磁共振演示了 Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Pt 纳米线中自旋动力学的激发和探测。通过电子束光刻定义的纳米线是在 Gd$_3$Ga$_5$O$_{12}$ 衬底上通过常规室温溅射沉积和剥离工艺制造的。我们观察到作用于磁化进动的类场扭矩和反阻尼扭矩，这是由于奥斯特场和自旋霍尔扭矩的同时激发引起的。Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Pt 纳米线在广泛的频率和功率范围内被彻底研究。我们观察到在高微波功率下共振场的大变化，这归因于微波吸收导致的有效磁化强度降低。这些加热效应在研究的纳米结构中与可比的微米级样品相比更为明显。通过比较不同的纳米线宽度，几何约束对磁化动力学的重要性变得显而易见：在光谱中观察到了跨越导线宽度的量子化自旋波模式。我们的结果是实现基于绝缘体的集成磁子逻辑器件的第一步，其中纳米磁体扮演着至关重要的角色。