$\alpha$-W/CoFe外延自旋电子发射器的太赫兹发射

我们报道了外延$\alpha$-W/Co$_{60}$Fe$_{40}$自旋电子发射器中的高效太赫兹(THz)产生。我们研究了两种类型的发射器:分别沉积在单晶Al$_{2}$O$_{3}$($11\bar{2}0$)和MgO($001$)衬底上的外延$\alpha$-W$(110)$/Co$_{60}$Fe$_{40}(110)$和$\alpha$-W$(001)$/Co$_{60}$Fe$_{40}(001)$。W$(001)$表面电子能带结构的第一性原理计算揭示了狄拉克型表面态,这与先前报道的W$(110)$表面类似。在单晶Al$_{2}$O$_{3}$($11\bar{2}0$)上生长的$\alpha$-W$(110)$/Co$_{60}$Fe$_{40}(110)$产生的THz辐射约大$10\%$,这可以解释为:由于W/CoFe界面处存在Ångström尺度的界面混合,该发射器的$\alpha$-W$(110)$/Co$_{60}$Fe$_{40}(110)$界面对于自旋电流更加透明。我们的结果还表明,当从衬底一侧用激光泵浦时,THz辐射的产生更强,这可以解释为在此测量配置下,由于膜层中的干涉效应,较大部分的激光被铁磁Co$_{60}$Fe$_{40}$层吸收。