钇铁石榴石/铂异质结构中高温下的非局域磁子输运

重金属薄膜中的自旋霍尔效应使得可通过磁输运测量探测相邻磁性绝缘体的磁性质。此处我们研究了钇铁石榴石/铂异质结构从室温到超出亚铁磁绝缘体居里温度 $T_\mathrm{C, YIG} \approx 560\,\mathrm{K}$ 的磁电阻响应。我们发现（局域）自旋霍尔磁电阻的幅值从 $300\,\mathrm{K}$ 到 $T_\mathrm{C}$ 单调减小，模仿钇铁石榴石饱和磁化强度的演化。有趣的是，自旋霍尔磁电阻在远低于 $T_\mathrm{C}$ 的约 $500\,\mathrm{K}$ 附近消失，我们将其归因于互扩散形成的寄生界面层。在室温附近，非局域磁子介导的磁电阻呈现幂律标度 $T^{\alpha}$，其中 $\alpha = 3/2$，如前所述。该指数在约 $420\,\mathrm{K}$ 逐渐减小至 $\alpha \sim 1/2$，随后非局域磁电阻在类似于自旋霍尔磁电阻的温度附近迅速消失。我们将高温下减小的 $\alpha$ 归因于热磁子布居增加，导致非平衡磁子布居的散射增强以及磁子扩散长度减小。最后，我们在 $T > 470\,\mathrm{K}$ 的非局域信号中发现与磁场无关的偏置电压，并将其与通常绝缘的钇铁石榴石薄膜中的电子漏电流相关联。事实上，该非局域偏置电压以接近带隙的能量热激活。