具有全外延 NiO 薄膜的多层体系中的自旋输运
材料科学
2018-07-11 v1
摘要
我们报道了在全外延 γ-Fe_2O_3/NiO(001)/Pt 与 Fe_3O_4/NiO(001)/Pt 三层膜中热自旋电流的生成与输运。垂直于样品平面的热梯度通过自旋塞贝克效应在亚铁磁磁赤铁矿（γ-Fe_2O_3）与磁铁矿（Fe_3O_4）薄膜中产生磁子自旋电流。该自旋电流穿过外延反铁磁绝缘 NiO 层，随后在 Pt 层中由逆自旋霍尔效应探测到。我们研究了自旋信号的输运随 NiO 厚度、温度以及产生自旋电流的亚铁磁材料的变化关系。在生长于磁赤铁矿上的外延 NiO 中，自旋塞贝克信号随 NiO 厚度呈指数衰减，热生磁子的自旋扩散长度为 λ_MSDL = 1.6 ± 0.2 nm，且在很大程度上与温度无关。我们未观察到此前报道的在特定 NiO 温度和厚度下自旋电流信号的增强。在生长于磁铁矿上的外延 NiO 中，温度平均自旋扩散长度为 λ_MSDL = 3.8 ± 0.3 nm，并且当 NiO 厚度为 0.8 nm 时我们观察到自旋信号的增强，这表明即便在全外延生长下，生长条件也会剧烈影响 NiO 的自旋输运性质。与相干自旋输运的理论预言相反，我们未看到外延与多晶 NiO 层之间自旋扩散长度的巨大差异。
引用
@article{arxiv.1802.01844,
title = {Spin transport in multilayer systems with fully epitaxial NiO thin films},
author = {Lorenzo Baldrati and Christoph Schneider and Tomohiko Niizeki and Rafael Ramos and Joel Cramer and Andrew Ross and Eiji Saitoh and Mathias Kläui},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.01844},
year = {2018}
}