自旋霍尔磁电阻的重新定义

利用多传导通道模型，我们重新定义了自旋霍尔磁电阻（SMR）的微观机制。由非极化电子流在薄膜样品上、下、左、右界面处的自旋积累产生了四个传导通道，对应于极化电子流相对于外加磁场（$\mathbf{H}$）具有不同自旋方向时的不同电阻态，并最终带来SMR效应。诸如钇铁石榴石（YIG）之类的磁绝缘层层并非观测SMR的必要条件。相反，在MgO衬底上由孤立Co$_2$FeAl (0.3 nm)颗粒的不连续层覆盖2.5 nm厚Pt层的样品中，SMR效应被完美实现，且增大约一个数量级。该模型直观地给出了SMR效应的典型关系，即$\rho_{\parallel}\approx\rho_{\bot}>\rho_{T}$，其中$\rho_{\bot}$、$\rho_{\parallel}$和$\rho_{T}$分别为外加磁场（$\mathbf{H}$）方向垂直于电流方向出平面（Z方向）、平行于电流方向以及在平面内垂直于电流方向（X和Y方向）时的纵向电阻率。我们的研究表明，极化与非极化传导电子间的散射是SMR的起源，且当$\mathbf{H}$方向在XZ平面内旋转时本征SMR并非恒定，这与已报道的SMR机制不同。