Перенос процесса рассеяния спинов в заданный слой в структурах NiFe/NM/IrMn при подборе материала и толщины немагнитного спейсера NM
Министерство образования и науки Российской Федерации, Тематическая карта ФИЦ ПХФ и МХ РАН, 124020700089-3
Бахметьев М.В.1, Моргунов Р.Б.1,2
1Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, Черноголовка, Россия
2Тамбовский государственный технический университета, Тамбов, Россия
Email: bakhmetiev.maxim@gmail.com, spintronics2022@yandex.ru
Поступила в редакцию: 20 января 2026 г.
В окончательной редакции: 4 марта 2026 г.
Принята к печати: 5 марта 2026 г.
Выставление онлайн: 22 апреля 2026 г.
В работе исследовано преобразование спинового тока в зарядовый ток в гетероструктурах NiFe/NM/IrMn, где NM = Ta, Cu. Cпин-поляризованные электроны генерируются в слое NiFe за счет ферромагнитного резонанса и переносятся в соседние слои. Преобразование спинового тока в зарядовый ток посредством обратного спинового эффекта Холла определяется конкуренцией между косым рассеянием и боковым скачком электронов проводимости. Противоположные знаки изменения вкладов этих механизмов рассеяния с температурой приводят к минимуму на температурной зависимости зарядового тока. Вводя различные немагнитные прослойки между слоями NiFe и IrMn, мы определили, что в тантале реализуется насыщение спин-холловской проводимости, отражающее сильное собственное спин-орбитальное взаимодействие, тогда как медные прослойки преимущественно влияют на спиновый транспорт и межслойное рассеяние. Полученные результаты согласуются с механизмом спиновой релаксации Эллиота-Яфета. Ключевые слова: спейсер, обратный спиновый эффект Холла, спин-холловский угол, длина спиновой диффузии, спин-орбитальное взаимодействие.
- J. Kang, J. Ryu, J.-G. Choi, T. Lee, J. Park, S. Lee, H. Jang, Y.S. Jung, K.-J. Kim, B.-G. Park. Nat. Commun. 12, 6420 (2021)
- M.V. Bakhmetiev, A.I. Chernov, A.B. Khutieva, A.V. Sadovnikov, R.B. Morgunov. Phys. Rev. B. 109, 024433 (2024)
- A.A. Baker, A.I. Figueroa, L.J. Collins-McIntyre, G. van der Laan, T. Hesjedal. Sci. Rep. 5, 7907 (2015)
- M.D. Davydova, A.S. Pakhomov, A.N. Kuz'michev, P.M. Vetoshko, P.N. Skirdkov, H.C. Han, Y.S. Chen, J.G. Lin, J.C. Wu, J.C.A. Huang, K.A. Zvezdin. J. Electron. Mater. 48, 1375 (2019)
- L. Ding, C. Dai, G. Yu, C. Zhao, J. Teng, D. Xiang. J. Magn. Magn. Mater. 354, 81 (2014)
- Y. Xu, B. Yang, C. Tang, Z. Jiang, M. Schneider, R. Whig, J. Shi. Appl. Phys. Lett. 105, 242404 (2014)
- S.S. Mishra, R. Loloee, N.O. Birge. IEEE Trans. Appl. Superconductivity 33, 1 (2023)
- T. Nan, S. Emori, C.T. Boone, X. Wang, T.M. Oxholm, J.G. Jones, B.M. Howe, G.J. Brown, N.X. Sun. Phys. Rev. B 91, 214416 (2015)
- O. Gladii, L. Frangou, A. Hallal, R.L. Seeger, P. Noel, G. Forestier, S. Auffret, M. Rubio-Roy, P. Warin, L. Vila, S. Wimmer, H. Ebert, S. Gambarelli, M. Chshiev, V. Baltz. Phys. Rev. B 100, 174409 (2019)
- H. Wu, X. Wang, L. Huang, J.Y. Qin, C. Fang, X. Zhang, C.H. Wan, X.F. Han. J. Magn. Magn. Mater. 441, 149 (2017)
- H.L. Wang, C.H. Du, Y. Pu, R. Adur, P.C. Hammel, F.Y. Yng. Phys. Rev. Lett. 112, 197201 (2014)
- A. Tsukahara, Y. Ando, Y. Kitamura, H. Emoto, E. Shikoh, M.P. Delmo, T. Shinjo, M. Shiraishi. Phys. Rev. B 89, 235317 (2014)
- J. Sinova, S.O. Valenzuela, J. Wunderlich, C.H. Back, T. Jungwirth. Rev. Mod. Phys. 87, 1213 (2015)
- K. Roy. Phys. Rev. B 96, 174432 (2017)
- L. Ma, L. Lang, J. Kim, Z. Yuan, R. Wu, S. Zhou, X. Qiu. Phys. Rev. B 98, 224424 (2018)
- G.S. Abo, Y.-K. Hong, J. Park, J. Lee, W. Lee, B.-C. Choi. IEEE Trans. Magn. 49, 4937 (2013)
- N.H. Long, P. Mavropoulos, B. Zimmermann, D.S.G. Bauer, S. Blugel, Y. Mokrousov. Phys. Rev. B 90, 064406 (2014)
- Y.G. Semenov. Phys. Rev. B 67, 115319 (2003)
- S. Keller, L. Mihalceanu, M.R. Schweizer, P. Lang, B. Heinz, M. Geilen, T. Brachez, P. Pirro, T. Meyer, A. Conca, D. Karfaridis, G. Vourlias, T. Kehagias, B. Hillebrands, E.T. Papaioannou. New J. Phys. 20, 053002 (2018)
- Q. Wang, W. Zhang, B. Peng, W. Zhang. Solid State Comm. 245, 15 (2016)
- H. Ebert, D. Kodderitzsch, J. Minar. Reports Prog. Phys. 74, 096501 (2011)
- M. Bakhmetiev, A. Talantsev, A. Sadovnikov, R. Morgunov. J. Phys. D: Appl. Phys. 55, 105001 (2022)
- Р.Б. Моргунов, М.В. Бахметьев. ФТТ 66, 1935 (2024)
- G. Zandi, L. Vila, V.T. Pham, M. Cosset-Cheneau, W. Lim, A. Brenac, P. Laczkowski, A. Marty, J.P. Attane. Phys. Rev. B 98, 174414 (2018)
- T. Nussbaumer, P. Lerch, E. Kirk, A. Zehnder, R. Fuchslin, P.F. Meier, H.R. Ott. Phys. Rev. B 61, 9719 (2000).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.