具有垂直磁各向异性的超低阻尼绝缘磁性薄膜

兼具低损耗与大垂直磁各向异性（PMA）的磁性材料仍是磁子学与自旋电子学领域缺失的一块基石。本文报道了在Gd$_{3}$Ga$_{5}$O$_{12}$（GGG）及取代GGG（sGGG）（111）取向衬底上生长的超薄掺铋Y$_{3}$Fe$_{5}$O$_{12}$（BiYIG）薄膜。利用外延应变与生长诱导各向异性对PMA进行了精细调控。可制备出自发面内与面外磁化的超薄薄膜。铁磁共振（FMR）测量证明了这些BiYIG超薄薄膜的高动态品质，即便厚度不超过30 nm的PMA薄膜也实现了低至3×10$^{-4}$的吉尔伯特阻尼值以及8 GHz下0.3 mT的FMR线宽。此外，我们在Pt/BiYIG叠层中测量到逆自旋霍尔效应（ISHE），表明该磁性绝缘体表面对自旋电流透明，使其对自旋电子学应用颇具吸引力。