揭示钽中自旋霍尔效应的机制

自旋到电荷电流的相互转换被广泛用于产生和探测纯自旋流,并且是未来自旋电子器件(包括自旋轨道转矩和自旋轨道逻辑电路)的关键要素。在自旋霍尔效应的情况下,不同机制对这一现象有贡献,确定主导贡献对于实现最大转换效率是迫切需要的。在此,我们通过实验证明了在高阻 Ta 中自旋霍尔效应的本征机制占主导。我们从大量横向自旋阀器件的自旋吸收实验中,获得 $\beta$-Ta 的本征自旋霍尔电导率为 -820$\pm$120 ($\hbar$/e) $\Omega^{-1}cm^{-1}$。Ta 中本征机制的优势使我们能够通过调节 Ta 的电阻率线性增强自旋霍尔角,达到高达 -35$\pm$3% 的值,这是纯金属中报道的最大值。