LSMO/Pt 双层体系中意外弱希格森阻尼的起源

本研究采用第一性原理和半经典方法分析了La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ (LSMO) 薄膜表现出比LSMO/Pt 双层薄膜更大希格森阻尼的迷惑现象。密度泛函理论结合Wannier插值法得到的固有阻尼为 $\alpha_{\mathrm{int}}^{\mathrm{LSMO}}\!\approx\!1.4\times10^{-3}$，支持该实验观测值来源于外在因素。依据在LSMO中演示的自激逆斯格明-赫尔效应 (ISHE) [Gupta等人，Phys.Rev. B 109，014437 (2024)]，我们认为LSMO的大自旋格林角 $|\theta_{\mathrm{SH}}|\simeq 0.093$ 和较低的纵向电导率使得自旋流有效转化为电流，提升了有效阻尼。在LSMO/Pt异构结构中，Pt 缓冲层将电流短路，提升了 $\sigma_{xx}$，并将界面 $|\theta_{\mathrm{SH}}|$ 降低到~0.007。采用Valet-Fert模型对层分辨的ab initio自旋积聚进行分析，给出了Pt的自旋扩散长度以及显著的反阻尼自旋轨道力系数，定性地解释了在电流偏置下观察到的阻尼降低。因此，看似异常的阻尼层次结构在不诉请额外界面机制的情况下得到了调和。自旋泵浦归一化中起决定作用的尺度尺度——即单一LSMO薄膜中自泵相关的短吸收深度与LSMO/Pt双层结构中适用于整个磁性层厚度的全磁层厚度——在此背景下至关重要。这一观察结果表明：通过同时调节自旋格林-纵向电导率比率和自旋扩散长度，可为自旋轨道电子学应用中的异构结构设计最小化磁能损耗的策略。