光与微波驱动下 FeGaB-BiSb 界面的自旋泵浦
材料科学
2022-01-14 v1
摘要
具有大自旋霍尔电导的三维拓扑绝缘体（TI）已成为自旋电子学应用的潜在候选。在此，我们报道了非晶铁磁体（FM）Fe_{78}Ga_{13}B_{9}（FeGaB）与三维 TI Bi_{85}Sb_{15}（BiSb）双层中由两种互补技术——自旋泵浦与超快自旋流注入——激活的自旋到电荷转换。直流磁化测量确立了 FeGaB 薄膜的软磁特性，该特性在 FeGaB-BiSb 异质结构中保持不变。宽带铁磁共振（FMR）研究揭示了当自旋角动量泄漏至 TI 层时，进动磁化的阻尼增强以及较大的自旋混合电导值（5.03 x 10^{19} m^{-2}）。通过分析由逆自旋霍尔效应在 TI 层上产生的磁场可控双极直流电压，提取了 BiSb 的自旋霍尔角与自旋扩散长度。由飞秒光脉冲诱导太赫兹发射测量所得的自旋泵浦参数与 FMR 结果一致。Kubo-Bastin 公式与紧束缚模型计算阐明了 TI 薄膜厚度依赖的自旋霍尔电导，其预测与实验数据高度吻合。我们的结果表明，室温沉积的非晶与多晶异质结构为创建新型自旋轨道转矩器件提供了有前景的平台。
引用
@article{arxiv.2201.04686,
title = {Light and microwave driven spin pumping across FeGaB-BiSb interface},
author = {Vinay Sharma and Weipeng Wu and Prabesh Bajracharya and Duy Quang To and Anthony Johnson and Anderson Janotti and Garnett W. Bryant and Lars Gundlach and M. Benjamin Jungfleisch and Ramesh C. Budhani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.04686},
year = {2022}
}
备注
9 figures