Спиновая накачка из Lu3Fe5O12

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В данной работе теоретически и экспериментально исследуется микроволновая спиновая накачка из ферромагнитного железо-лютециевого граната (Lu3Fe5O12). Преобразование прецессии вектора намагниченности, возбуждаемой переменным магнитным микроволновым полем, в постоянное напряжение, происходит благодаря обратному спиновому эффекту Холла в гетероструктуре железо-лютециевый гранат / тяжелый металл (Lu3Fe5O12/Pt). В проведенных экспериментах внешнее магнитное поле изменялось от 0 до 6 кЭ, что позволило перестраивать резонансную частоту в широких пределах. Чувствительность данной гетероструктуры в эксперименте составила 8.2мкВ/Вт. Смена знака постоянного напряжения при изменении направления магнитного поля подтверждает возникновение спинового тока в гетероструктуре Lu3Fe5O12/Pt. Результаты проведенных исследований вносят большой вклад в понимание физики спиновой накачки и могут быть полезны в разработке новых высокочувствительных перестраиваемых спинтронных устройств.

Об авторах

Д. А Волков

Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Москва, Россия; Москва, Россия

Д. А Габриелян

Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Москва, Россия; Москва, Россия

А. А Матвеев

Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН; Московский физико-технический институт

Email: matveev.aa@phystech.edu
Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

А. Р Сафин

Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Москва, Россия; Москва, Россия

Д. В Калябин

Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет “ВШЭ”

Москва, Россия; Москва, Россия

А. А Хафизов

Химический факультет, МГУ имени М.В.Ломоносова

Москва, Россия

М. Н Маркелова

Химический факультет, МГУ имени М.В.Ломоносова

Москва, Россия

А. Р Кауль

Химический факультет, МГУ имени М.В.Ломоносова

Москва, Россия

С. А Никитов

Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН; Московский физико-технический институт; Лаборатория “Магнитные метаматериалы”, Саратовский государственный университет

Москва, Россия; Долгопрудный, Россия; Саратов, Россия

Список литературы

  1. C. Sun and J. Linder, Phys. Rev. B 107, 144504 (2023).
  2. N. Locatelli, V. Cros and J. Grollier, Nature Mater. 13, 11 (2014).
  3. Q. Shao, P. Li, L. Liu et al. (Collaboration), IEEE Trans. Magn. 57(7), 1 (2021).
  4. С.А. Никитов, А.Р. Сафин, Д.В. Калябин, А.В. Садовников, Е.Н. Бегинин, М. В. Логунов, М.А. Морозова, С.А. Одинцов, С.А. Осокин, А.Ю. Шараевская, Ю.П. Шараевский, А.И. Кирилюк, УФН 190(10), 1009 (2020).
  5. P. Omelchenko, E. Montoya, E. Girt, and B. Heinrich, Phys. Rev. Lett. 127, 137201, (2021).
  6. K. Ando, S. Takahashi, J. Ieda, Y. Kajiwara, H. Nakayama, T. Yoshino, K. Harii, Y. Fujikawa, M. Matsuo, S. Maekawa, and E. Saitoh, J. Appl. Phys. 109(10), 103913 (2011).
  7. S. Martin-Rio, C. Frontera, A. Pomar, L. Balcells, and B. Martinez, Sci. Rep. 12, 224 (2022).
  8. Y. Tserkovnyak, A. Brataas, and G. Bauer, Phys. Rev. Lett. 88, 117601 (2002).
  9. Y. Kajiwara, K. Harii, S. Takahashi, J. Ohe, K. Uchida, M. Mizuguchi, H. Umezawa, H. Kawai, K. Ando, K. Takanashi, S. Maekawa, and E. Saitoh, Nature 464, 262 (2010).
  10. Y. Tserkovnyak and H. Ochoa Phys. Rev. B 96, 100402(R) (2017).
  11. A.R. Moura, Phys. Rev. B 106, 054313 (2022).
  12. S. Wolf, D. Awschalom, R. Buhrman, J. Daughton, S. Molnar, M. Roukes, A. Chtchelkanova, and D. Treger, Science 294, 1488, (2001).
  13. L. Zhu, D. Ralph, and R. Buhrman, Phys. Rev. Lett. 123, 057203, (2019).
  14. V. Atsarkin, V. Demidov, and T.A. Shaikhulov, JETP 130, 228 (2020).
  15. F. Yang and P. Hammel, J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 253001 (2018).
  16. I. ˇZuti´c, J. Fabian, and S. Das Sarma, Rev. Mod. Phys. 76, 323, (2004).
  17. L. Liu, Y. Li, Y. Liu, T. Feng, J. Xu, X. Wang, D. Wu, P. Gao, and J. Li, Phys. Rev. B 102, 014411, (2020).
  18. C. Jermain, H. Paik, S. Aradhya, R. Buhrman, D. Schlom, and D. Ralph, Appl. Phys. Lett. 109(19), 192408 (2016).
  19. A.R. Kaul, O.Y. Gorbenko, A.N. Botev, and L. I. Burova, Superlattices and Microstructures 38(4–6), 272 (2005).
  20. Ю.П. Сухоруков, Е.А. Ганьшина, А.Р. Кауль, О.Ю. Горбенко, Н.Н. Лошкарева, А.В. Телегин, М.С. Картавцева, А.Н. Виноградов, ЖТФ 78(6), 43 (2008).
  21. T. Chiba, M. Schreier, G. Bauer, and S. Takahashi, J. Appl. Phys. 117(17), 17715 (2015).
  22. A. Slavin and V. Tiberkevich, IEEE Trans. Magn. 44, 1916 (2008).
  23. B. Heinrich, C. Burrowes, E. Montoya, B. Kardasz, E. Girt, Y. Song, Y. Sun, and M. Wu, Phys. Rev. Lett. 107, 066604 (2011).
  24. T. Shaikhulov and G. Ovsyannikov, Phys. Solid State 60, 2231 (2018).
  25. T. Gilbert, IEEE Trans. Magn. 40, 3443 (2004).
  26. B. Tudu and A. Tiwari, Vacuum 146, 329 (2017).
  27. В. Г. Шавров, В.И. Щеглов, Ферромагнитный резонанс в условиях ориентационного перехода, Физматлит, М. (2018).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024