自旋力矩铁磁共振测量中衬底诱发的类自旋力矩信号

具有强自旋轨道耦合的氧化物薄膜和界面近来展现出极高的电荷-自旋转换效率，使其成为自旋电子学中潜在的自旋源材料。利用具有不同晶格常数和对称性的氧化物衬底进行外延应变工程，已成为增强电荷-自旋转换的一种手段。然而，诸如SrTiO3等氧化物衬底具有高介电常数和介电损耗，这可能导致高频下衬底中出现显著的电流分流，从而强烈影响自旋力矩测量，并可能导致对电荷-自旋转换效率的高估。在本研究中，我们系统地评估了各种氧化物衬底对常用的自旋力矩铁磁共振（ST-FMR）测量的影响。出乎意料的是，我们在仅包含铁磁金属层且生长在高介电常数氧化物衬底（如SrTiO3和KTaO3）上的样品中观察到了显著的类自旋力矩信号，而理论上预期该信号应可忽略不计。重要的是，这一意外信号与氧化物衬底的容抗以及衬底中的漏射频（RF）电流密切相关。通过修正传统的ST-FMR分析模型，我们将此现象归因于金属层和衬底中流动的RF电流之间存在90度的相位差。我们建议在ST-FMR测量期间应格外注意，因为这种伪影信号可能掩盖生长在高介电常数衬底上的高电阻率自旋源材料的真实自旋轨道力矩信号。