超薄金-硅多层膜中的大自旋-电荷转换
材料科学
2021-06-30 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
过去十年间，金中自旋霍尔效应的研究引发了日益增长的兴趣，因为金兼具大的体自旋扩散长度和强界面自旋轨道耦合的特性。然而，文献报道的金的自旋霍尔角数值之间存在差异，这使金中自旋霍尔效应的微观起源受到质疑。在此，我们通过非局域输运和自旋转矩铁磁共振测量，研究了单层Au薄膜和超薄Au/Si多层膜中自旋-电荷转换效率的厚度依赖性。我们表明，在超薄Au/Si多层膜中自旋-电荷转换效率被强烈增强，当单个Au层的厚度缩减至2 nm时，达到0.99 ± 0.34的极大数值。这些发现揭示了强界面自旋轨道耦合效应（在超薄Au中占主导）与体自旋霍尔效应（体自旋霍尔角相对较低，为0.012 ± 0.005）的共存。我们的实验结果表明了Rashba-Edelstein效应在超薄Au中自旋-电荷转换中的关键作用。
引用
@article{arxiv.2103.08876,
title = {Large Spin-to-Charge Conversion in Ultrathin Gold-Silicon Multilayers},
author = {Mohammed Salah El Hadri and Jonathan Gibbons and Yuxuan Xiao and Haowen Ren and Hanu Arava and Yuzi Liu and Zhaowei Liu and Amanda Petford-Long and Axel Hoffmann and Eric E. Fullerton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.08876},
year = {2021}
}