交变磁体RuO2中各向异性自旋流的磁光探测
材料科学
2026-05-28 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
交变磁体是最近识别出的一类共线反铁磁体，具有大的自旋分裂电子带，为高效自旋流产生提供了有前景的平台。在提出的候选者中，金属氧化物RuO2被预测表现出强的交变磁自旋分裂；然而，它是否能在超薄厚度极限之外维持稳健的磁序仍未解决。在这里，我们采用光学探针研究在蓝宝石上生长的12纳米厚(101)取向RuO2薄膜中的电荷-自旋转换。偏振分辨二次谐波产生揭示了与RuO2的表面对称性和奈尔序一致的非线性光学响应。在施加电流下，二次谐波产生和极向磁光克尔效应测量都检测到显著的方向各向异性自旋极化，对于沿[010]方向的电流表现出增强的信号，而对于沿[-101]方向的电流则表现出强烈抑制的响应，这与交变磁自旋分裂效应的对称性一致。非磁性或Rashba型机制无法解释这种对称选择性响应。扫描透射电子显微镜进一步揭示，即使在相对较厚的薄膜中，也存在显著的应变，为观察到的行为提供了可能的解释。因此，这些结果确立了RuO2作为一种高效的自旋源，并展示了交变磁体在无场自旋电子器件中的潜力。
引用
@article{arxiv.2605.27830,
title = {Magneto-Optical Detection of Anisotropic Spin Currents in Altermagnetic RuO2},
author = {Joongwon Lee and Jeonglyul Kim and Sreejith Nair and Seung Gyo Jeong and Changi Kim and Jae-Pil So and Bohm-Jung Yang and Bharat Jalan and Hyobin Yoo and Farhan Rana and Taekoo Oh and Hong-Gyu Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27830},
year = {2026}
}