自旋泵浦实验中与铂薄膜面外电阻率相关的自旋扩散长度

我们针对 NiFe/Pt 双层结构中由自旋泵浦引起的吉尔伯特阻尼增强（$\Delta \alpha$）开展了宽带铁磁共振研究。这些界面自旋记忆损耗可忽略的双层结构，作为 Pt 层厚度（$t_{\text{Pt}}$）与温度（100–293 K）的函数被研究。在扩散自旋泵浦理论框架内，我们证明单独起作用的 Dyakonov-Perel（DP）或 Elliot-Yaffet（EY）自旋弛豫机制与我们的观测结果不符。相反，若我们考虑自旋弛豫特征时间（$\tau_{\text{s}}$）与动量弛豫特征时间（$\tau_{\text{p}}$）之间的关系由 DP 与 EY 机制的叠加所决定，则与实验结果的定性与定量吻合极为出色。值得注意的是，我们发现 $\tau_{\text{p}}$ 必须由 Pt 薄膜的面外电阻率（$\rho$）决定，因此其自旋扩散长度（$\lambda_{\text{Pt}}$）与 $t_{\text{Pt}}$ 无关。我们的工作通过证明 $\lambda_{\text{Pt}}$ 与沿同一自旋电流方向的 $\rho$ 之间的本质联系，解决了关于 $\lambda_{\text{Pt}}$ 对 $t_{\text{Pt}}$ 依赖性的争议。