具有光学表面模式的纳米光子结构用于可调谐自旋流产生
介观与纳米尺度物理
2020-12-08 v2 其他凝聚态物理
摘要
基于自旋电子学的器件中由自旋流产生的热量通常远小于传统电子器件中由电荷流产生的热量。然而,基于自旋泵浦和自旋霍尔效应的常规自旋流激发方法效率有限,限制了其在可行自旋电子器件中的应用。我们提出了一种新型的基于光子晶体(PC)的结构,通过自旋塞贝克效应和逆自旋霍尔效应实现高效且可调谐的光诱导自旋流产生。实验证明,局域在覆有铁磁层和具有巨自旋轨道耦合(SOC)材料的 PC 表面的光学表面模式显著提高了光诱导自旋流产生的效率,并通过改变光波长或入射角实现其可调谐性。高达 100% 的入射光功率可转化为 SOC 层内的热量,进而转化为自旋流。重要的是,即便对于超薄 SOC 层也能实现高效率。此外,基于 PC 的自旋电子纳米结构的表面图案化允许在图案尺度而非激光束直径尺度上局域产生自旋流。
引用
@article{arxiv.2011.02770,
title = {Nanophotonic structures with optical surface modes for tunable spin current generation},
author = {P. V. Shilina and D. O. Ignatyeva and P. O. Kapralov and S. K. Sekatskii and M. Nur-E-Alam and M. Vasiliev and K. Alameh and V. G. Achanta and Y. Song and S. M. Hamidi and A. K. Zvezdin and V. I. Belotelov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.02770},
year = {2020}
}