Размерный эффект при спиновой накачке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Теоретически исследовано пространственное распределение колебаний намагниченности и чисто спиновый ток, индуцированные в тонком слое немагнитного проводника благодаря спиновой накачке. Изучено влияние граничных условий. Если частота колебаний меньше частоты спиновой релаксации – напряжение на поверхности слоя проводника, обусловленное обратным спиновым эффектом Холла, максимально, когда толщина слоя близка к длине спиновой диффузии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Г. Бебенин

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bebenin@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Список литературы

  1. Dyakonov M.I. (Ed.) Spin Physics in Semiconductor. Second Edition. Springer International Publishing AG, 2017.
  2. Maekawa S., Kikkawa T., Chudo H., Ieda J., Saitoh E. Spin and spin current—From fundamentals to recent progress // J. Appl. Phys. 2023. V. 133. Р. 020902.
  3. Hirohata A., Yamada K., Nakatani Y., Prejbeanu I.-L., Diény B., Pirro P., Hillebrands B.J. Review on spintronics: Principles and device applications // J. Magn. Magn. Mat. 2020. V. 509. P. 166711.
  4. Walowski J., Münzenberg M. Perspective: Ultrafast magnetism and THz spintronics // J. Appl. Phys. 2016. V. 120. P. 140901.
  5. Бебенин Н.Г. Спиновая диффузия и колебания намагниченности при высокочастотной спиновой инжекции // Письма в ЖЭТФ. 2023. Т. 118. С. 338.
  6. Bender S.A., Tserkovnyak Y. Interfacial spin and heat transfer between metals and magnetic insulators // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. P. 140402(R).
  7. Viglin N.A., Ustinov V.V., Demokritov S.O., Shorikov A.O., Bebenin N.G., Tsvelikhovskaya V.M., Pavlov T.N., Patrakov E.I. Electric measurement and magnetic control of spin transport in InSb-based lateral spin devices // Phys. Rev. B. 2017. V. 96. P. 235303.
  8. Виглин Н.А., Никулин Ю.В., Цвелиховская В.М., Павлов Т.Н., Проглядо В.В. Спиновый транспорт в полупроводниках InSb с различной плотностью электронного газа // ЖЭТФ. 2022. Т. 134. С. 866.
  9. Ku J.-H., Chang J., Kim H., Eom J. Effective spin injection in Au film from Permalloy // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 88. P. 172510.
  10. Ament W.S., Rado G.T. Electromagnetic effects of spin wave resonance in ferromagnetic metals // Phys. Rev. 1955. V. 97. P. 1558.
  11. Bass J., Pratt W.P. Spin-diffusion lengths in metals and alloys, and spin-flipping at metal/metal interfaces: an experimentalist’s critical review // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. V. 19. P. 183201.
  12. Устинов В.В., Наумова Л.И., Заворницын Р.С., Ясюлевич И.А., Максимова И.К., Криницина Т.П., Павлова А.Ю., Проглядо В.В., Миляев М.А. Размерные эффекты в магнитосопротивлении нанослоев тантала со спин-орбитальным взаимодействием // ЖЭТФ. 2024. Т. 165. С. 114.
  13. Li J., Appelbaum I. Modeling spin transport with currentsensing spin detectors // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 95. P. 152501.
  14. Wei D., Obstbaum M., Ribow M., Back C.H., Woltersdorf G. Spin Hall voltages from a.c. and d.c. spin currents // Nat. Commun. 2014. V. 5. P. 3768.
  15. Tao X., Liu Q., Miao B., Yu R., Feng Z., Sun L., You B., Du J., Chen K., Zhang S., Zhang L., Yuan Z., Wu D., Ding H. Self-consistent determination of spin Hall angle and spin diffusion length in Pt and Pd: The role of the interface spin loss // Sci. Adv. 2018. V. 4. P. eaat1670.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость Mx(t = 0) от координаты z в области спиновой диффузии при толщине немагнитного слоя d=1.5 LD; на вставке показаны кривые для d=0.5 LD. Кривые 1 рассчитаны для случая чистой поверхности; кривые 2 – для поглощающей поверхности; кривая 3 – для случая полупространства.

Скачать (73KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость Mx(t = 0) от координаты z в области спинового скин-эффекта при частоте f = 1 ГГц и τs=1.5 пс; толщина немагнитного слоя d = 1.5 LD. На вставке показаны кривые для d = 0.5 LD. Обозначения те же, что на рис. 1.

Скачать (60KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость среднего тока намагниченности от толщины слоя немагнитного металла. Кривая 1 – область спиновой диффузии, кривая 2 – область спинового скин-эффекта (частота f = 1 ГГц и τs=1.5 пс).

Скачать (41KB)
Метаданные