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由自旋霍尔磁电阻确定的重金属/铁磁绝缘体体系中的强界面交换场

介观与纳米尺度物理 2020-09-07 v2

摘要

重金属/磁性绝缘体界面的自旋相关输运是自旋电子学前沿许多现象的起源。对不同界面自旋电导的恰当量化对许多应用至关重要。在此,我们报道了Pt在纯铁磁绝缘体(EuS)上的自旋霍尔磁电阻(SMR)的首个测量。我们在宽温度范围内进行SMR测量,并使用微观模型拟合结果。由该拟合过程我们得到自旋电导(GsG_sGrG_rGiG_i)的温度依赖关系,从而分离出场类力矩(GiG_i)、阻尼类力矩(GrG_r)和自旋翻转散射(GsG_s)的贡献。由GiG_i可估算出作用于Pt传导电子的约1 meV量级的界面交换场,其在居里温度以下至少三倍于GrG_r。我们的工作提供了一种简便方法来量化这一界面自旋分裂场,其在超导自旋电子学、热自旋电子学以及拓扑量子计算等新兴领域扮演关键角色。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.12009,
  title  = {Strong interfacial exchange field in a heavy metal/ferromagnetic insulator system determined by spin Hall magnetoresistance},
  author = {Juan M. Gomez-Perez and Xian-Peng Zhang and Francesco Calavalle and Maxim Ilyn and Carmen González-Orellana and Marco Gobbi and Celia Rogero and Andrey Chuvilin and Vitaly N. Golovach and Luis E. Hueso and F. Sebastian Bergeret and Fèlix Casanova},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.12009},
  year   = {2020}
}

备注

15 pages, 3 figures, Supporting information included at the end