铁氧体薄膜中的自旋塞贝克效应：相变、相共存与表面磁性的影响
材料科学
2022-02-17 v1 应用物理
摘要
理解相变、相共存和表面磁性对磁系统中纵向自旋塞贝克效应（LSSE）的影响，对于调控自旋到电荷电流转换效率以用于自旋热电子学应用至关重要。我们旨在通过对生长在 Si(100) 和 Al2O3(111) 衬底上的双相铁氧化物（BPIO = α-Fe2O3 + Fe3O4）薄膜中 LSSE 温度依赖性的全面研究来阐明这些效应。温度依赖的反常能斯特效应（ANE）和电阻率测量相结合表明，即使在室温下，Si/BPIO/Pt 异质结构中 BPIO 层对 ANE 的贡献相比于本征 LSSE 也可忽略不计。在 Fe3O4 相的 Verwey 相变以下，BPIO/Pt 上的总信号由 LSSE 主导。在 Fe3O4 相的 Verwey 相变和 α-Fe2O3 相的反铁磁（AFM）Morin 相变附近，观察到 Si/BPIO/Pt 和 Al2O3/BPIO/Pt 异质结构的本征 LSSE 信号均发生显著变化。发现 Si/BPIO/Pt 的 LSSE 信号几乎为 Al2O3/BPIO/Pt 的两倍，但饱和磁化强度却呈现相反趋势。磁力显微镜揭示 Si/BPIO 薄膜比 Al2O3/BPIO 薄膜具有更高的表面磁矩密度，这凸显了界面磁性对 LSSE 信号的主导作用，从而解释了 Si/BPIO/Pt 更大的 LSSE。
引用
@article{arxiv.2202.07910,
title = {Spin Seebeck effect in iron oxide thin films: Effects of phase transition, phase coexistence, and surface magnetism},
author = {Amit Chanda and Derick DeTellem and Yen Thi Hai Pham and Jenae E. Shoup and Anh Tuan Duong and Raja Das and Sunglae Cho and Dmitri V. Voronine and M. Tuan Trinh and Dario A. Arena and Sarath Witanachchi and Hariharan Srikanth and Manh-Huong Phan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.07910},
year = {2022}
}
备注
Accepted in ACS Applied Materials and Interfaces