反铁磁绝缘体中的自旋霍尔磁阻
材料科学
2020-06-25 v2
摘要
反铁磁材料有望提升自旋电子学应用的性能，因为它们对外部磁场扰动具有鲁棒性，并且与铁磁体相比允许更快的磁化动力学。然而，由于缺乏宏观磁化强度，直接观测反铁磁态具有挑战性。在这里，我们通过研究易面反铁磁绝缘体 -Fe2O3（赤铁矿）和 NiO 与 Pt 重金属顶层电极的双层异质结构，表明自旋霍尔磁阻（SMR）是一种通过简单的电学输运实验探测反铁磁自旋结构的通用工具。在三个正交平面内旋转外部磁场时，我们记录了 Pt 的纵向和横向电阻率，并观察到与 SMR 效应一致的特征电阻率调制。我们分析了它们的振幅和相位，并将数据与典型的共线亚铁磁体 Y3Fe5O12/Pt 双层的结果进行了比较。所观测到的磁场依赖性可以用一个综合模型来解释，该模型基于两个磁子晶格并考虑了磁场引起的畴结构变化。我们的结果表明，SMR 使我们能够理解自旋构型并研究反铁磁多畴材料中的磁弹效应。此外，在 -Fe2O3/Pt 双层中，我们发现了一个出乎意料大的 SMR 振幅 ，是典型 Y3Fe5O12/Pt 双层的两倍，这使得该系统对于室温反铁磁自旋电子学应用尤为有趣。
引用
@article{arxiv.2004.02639,
title = {Spin Hall magnetoresistance in antiferromagnetic insulators},
author = {Stephan Geprägs and Matthias Opel and Johanna Fischer and Olena Gomonay and Philipp Schwenke and Matthias Althammer and Hans Huebl and Rudolf Gross},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.02639},
year = {2020}
}