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CoFeB/IrMn 异质结构中的自旋泵浦与逆自旋霍尔效应

介观与纳米尺度物理 2021-09-01 v2

摘要

高自旋-电荷转换效率是自旋电子器件的要求,其由自旋泵浦和逆自旋霍尔效应(ISHE)主导。在过去十年中,铁磁体/重金属(HM)异质结构中的 ISHE 和自旋泵浦得到了大量研究。最近,反铁磁(AFM)材料被发现是 HM 的良好替代品,因为 AFM 表现出太赫兹自旋动力学、强自旋轨道耦合以及无杂散场。在此背景下,我们在 CoFeB/IrMn 异质结构中进行了 ISHE 研究。对 Co40Fe40B20(12 nm)/Cu(3 nm)/Ir50Mn50(t nm)/AlOx(3 nm)Co_{40}Fe_{40}B_{20} (12\ nm)/ Cu (3\ nm)/ Ir_{50}Mn_{50} (t\ nm)/ AlO_{x} (3\ nm) 样品进行了自旋泵浦研究,其中 \textit{t} 值从 0 到 10 nm 变化。所有样品的阻尼均高于单层 CoFeB,这表明由 IrMn 引起的自旋泵浦是潜在机制。进一步通过角度依赖的 ISHE 测量确认了样品中的自旋泵浦。我们还分离了其他自旋整流效应,发现自旋泵浦在所有样品中均占主导。由 ISHE 分析得到自旋混合电导的实部(\textit{grg_{r}^{\uparrow \downarrow}})为 0.704 ±\pm 0.003 ×\times 101810^{18} m2m^{-2}

关键词

引用

@article{arxiv.2102.03624,
  title  = {Spin pumping and inverse spin Hall effect in CoFeB/IrMn heterostructures},
  author = {Koustuv Roy and Abhisek Mishra and Pushpendra Gupta and Shaktiranjan Mohanty and Braj Bhusan Singh and Subhankar Bedanta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.03624},
  year   = {2021}
}