单层FePt薄膜中的自诱导自旋泵浦与逆自旋霍尔效应

本研究通过自旋泵浦铁磁共振实验，在谐振腔和图案化器件上研究了化学无序铁磁单层FePt薄膜的自旋-电荷电流转换特性。我们在单层FePt中清晰观察到自诱导信号。单层FePt自旋泵浦电压信号的符号与典型双层结构（如铁磁体上覆盖Pt层，衬底//铁磁体/Pt）中具有正自旋霍尔角的层一致。结构分析显示，由于FePt与Si衬底及空气界面的自然氧化，存在强烈的成分梯度。自诱导电荷电流的FePt厚度依赖性使我们得到$\lambda _ \text{FePt}=(1.5\pm 0.1)$ nm和自诱导$\theta_ \text{self-FePt}=0.047 \pm 0.003$，用于互逆效应应用的效率$\theta _ \text{self-FePt} \times \lambda _ \text{FePt} = 0.071$ nm，与Pt的$\theta _ \text{SH-Pt} \times \lambda _ \text{Pt} = 0.2$ nm相当。此外，通过研究Si//FePt/Pt和Si//Pt//FePt等双层系统，我们独立提取了Pt的外部逆自旋霍尔效应和FePt的自诱导逆自旋霍尔效应的各自贡献。值得注意的是，该方法给出了仅由FePt层中自诱导逆自旋霍尔效应产生的电荷电流的一致值。这些结果推进了我们对复合薄膜中自旋-电荷相互转换机制的理解，并为开发基于自转矩的下一代自旋电子学器件铺平了道路。