用于自旋-电荷转换的金属/SrTiO$_3$ 二维电子气
介观与纳米尺度物理
2021-06-23 v1
摘要
基于 SrTiO 的二维电子气（2DEGs）可通过沉积外延氧化物（如 LaAlO）或活性金属（如 Al）形成。此类二维电子气具有有限的 Rashba 自旋轨道耦合，近来已被利用通过直接和反演 Edelstein 效应及自旋霍尔效应来实现电荷流与自旋流的相互转换。在此，我们比较了通过磁控溅射生长 Al、Ta 和 Y 超薄膜在 SrTiO 上生成的二维电子气的形成与性质。结合原位和异位 X 射线光电子能谱（XPS），我们深入了解了 SrTiO 的还原以及与二维电子气形成相关的 Ti 态的出现、其经空气暴露后的再氧化，以及金属向其二元氧化物的转变。我们通过磁输运提取载流子密度，并将其与 XPS 数据进行比较。最后，在使用覆盖额外 NiFe 层的样品时，我们进行了自旋泵浦铁磁共振实验，并研究了自旋-电荷转换随栅压的变化。我们识别了不同样品体系数据中的趋势，并依据载流子密度和金属氧化物隧穿势垒的透明度对其进行了讨论。
引用
@article{arxiv.2102.03093,
title = {Metal/SrTiO$_3$ two-dimensional electron gases for spin-to-charge conversion},
author = {Luis M. Vicente-Arche and Srijani Mallik and Maxen Cosset-Cheneau and Paul Noël and Diogo Vaz and Felix Trier and Tanay A. Gosavi and Chia-Ching Lin and Dmitri E. Nikonov and Ian A. Young and Anke Sander and Agnès Barthélémy and Jean-Philippe Attané and Laurent Vila and Manuel Bibes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.03093},
year = {2021}
}