Penetration Depth of Transverse Spin Current in Ferromagnetic Metals
Tomohiro Taniguchi, Satoshi Yakata, Hiroshi Imamura, Yasuo Ando
研究了Cu/CoFeB/Cu/Co/Cu合金的铁磁共振谱线宽度。利用自旋抽运理论分析了铁磁共振谱，确定了横向自旋电流在Co层中的穿透深度。Co的穿透深度为1.7nm。
The line width of the ferromagnetic resonance (FMR) spectrum of Cu/CoFeB/Cu/Co/Cu is studied. Analyzing the FMR spectrum by the theory of spin pumping, we determined the penetration depth of the transverse spin current in the Co layer. The obtained penetration depth of Co is 1.7 nm.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Penetration of a magnetic wall into thin ferromagnetic electrodes of a nano-contact spin valve
我们从理论上分析了纳米接触自旋阀中的磁壁，特别关注磁壁对薄铁磁电极的穿透。我们发现，与布洛赫壁相比，尼尔壁的穿透被退磁能的增加所抑制。我们找到了最佳的纳米接触半径和高度的条件，以最大化磁壁的电流感应振荡的功率。我们还发现，布洛赫壁的热稳定性增加时，纳米接触的半径增加或高度减少。
Proposal of an experimental scheme for determination of penetration depth of transverse spin current by a nonlocal spin valve
我们在理论上提出了一个实验来确定横向自旋流的穿透深度，实验中使用了一个具有三层铁磁（F）层的非局域自旋阀，其中F_1、F_2和F_3层分别作为自旋注入器、探测器和吸收器。通过测量自旋信号（磁阻）对F_3层厚度的依赖关系，可以估算出穿透深度。
Determination of Penetration Depth of Transverse Spin Current in Ferromagnetic Metals by Spin Pumping
从理论和实验两方面研究了双金属/铁磁金属多层膜中的自旋抽运。我们表明，铁磁共振（FMR）谱的线宽依赖于铁磁金属层的厚度，这必须不与振荡磁场共振。我们还表明，横向自旋电流在铁磁金属中的穿透深度可以通过分析它们的FMR谱的线宽来确定。在NiFe、CoFe和CoFeB中获得的穿透深度分别为3.7 [nm]、2.5 [nm]和12.0 [nm]。
Superconducting phase coherent electron transport in proximity conical ferromagnets
我们报道了具有传统超导体界面的铁磁线中的超导相周期电导振荡。铁磁线由Ho制成，Ho是一种圆锥形铁磁体。界面之间的距离远大于单线态超导的穿透深度。我们解释所观察到的振荡是由于长程穿透的一个不寻常的“螺旋”三重态分量的序参量，是在超导体/铁磁体接口和维护的固有旋转磁化何。
Long-wave magnons in a ferromagnetic film
本文提出了长波磁振子磁化强度谱和横向分布的渐近精确理论。它是基于线性化的Landau-Lifshitz方程在薄膜中的精确解析解。研究了横波参数和波矢的量子化。
Magnon Pumping by a Time-Dependent Transverse Magnetic Field in Ferromagnetic Insulators
对含时横向磁场作用下铁磁绝缘体中的磁振子抽运效应进行了理论研究。通过计算自旋连续性方程中的磁振子源项，讨论了磁振子流的产生。这一项表示由外加横向磁场引起的磁振子的不守恒。磁振子源项具有随横场角频率变化的共振结构，这一事实有助于增强泵浦效应。
In ferromagnetic metals, transverse spin currents are thought to be absorbed via dephasing -- i.e., destructive interference of spins precessing about the strong exchange field. Yet, due to the ultrashort coherence length of $\approx$1 nm in typical ferromagnetic thin films, it is difficult to distinguish dephasing in the bulk from spin-flip scattering at the interface. Here, to assess which mechanism dominates, we examine transverse spin-current absorption in ferromagnetic NiCu alloy films with reduced exchange fields. We observe that the coherence length increases with decreasing Curie tempe…
Spin-torque ferromagnetic resonance (ST-FMR) is a common method used to measure spin-orbit torques (SOTs) in heavy metal/ferromagnet bilayer structures. In the course of a measurement, other resonant processes such as spin pumping (SP) and heating can cause spin current or heat flows between the layers, inducing additional resonant voltage signals via the inverse spin Hall effect (ISHE) and Nernst effects (NE). In the standard ST-FMR geometry, these extra artifacts exhibit a dependence on the angle of an in-plane magnetic field that is identical to the rectification signal from the SOTs. We sh…
We theoretically study the spin current and spin-transfer torque generation in a conventional spin- valve hybrid structure of type ferromagnetic/normal metal/ferromagnetic (FM/NM/FM) made of the topological insulator (TI), in which a gate voltage is attached to the normal layer. We demonstrate the penetration of the spin-transfer torque into the right ferromagnetic layer and show that, unlike graphene spin-valve junction, the spin-transfer torque in TI is very sensitive to the chemical potential of the NM region. As an important result, by changing the chemical potential of the NM spacer and m…
Actuation, propagation, and detection of transverse magnetoelastic waves in ferromagnets
我们研究了超声波在铁磁介质中的传播，特别注意了与超声激励器交界处的边界条件。在类比导体中的电荷和自旋输运，我们制定了通过系统的散射问题的能量输运。我们发现，磁弹性耦合导致一个非零的磁（弹性）能量伴随声（自旋）波的共振增强效应周围的色散关系反交叉点。我们证明了通过声波注入周围的铁磁共振频率的磁化动力学的激发的物理。
Transverse currents in spin transistors
本研究发现Datta-Das自旋晶体管中存在横向电流，其电导与铁磁极化方向、测量位置相关，随自旋轨道耦合区长度呈Fabry-Pérot型振荡，且纵向电导为零时左侧横向电导仍非零。
Spin Transfer Torque in the Semiconductor/Ferromagnetic Structure in the Presence of Rashba Effect
磁结构中的自旋转移矩是由自旋电流的横向分量从磁介质流向铁磁介质时被界面吸收而产生的。本文考虑半导体区的Rashba效应，讨论了半导体/铁磁结构中的自旋转移矩，得到了（Ⅰ）-单电子和（Ⅱ）-电子分布两种模型下的自旋电流密度分量。结果表明，无论半导体费米面与铁磁费米面之间的上下自旋差增大，传输几率都减小。本文所用数值的计算结果表明，Rashba效应使半导体中的费米球与铁磁中的上下自旋费米球之间的差异增大。结果还表明，Rashba效应对自旋转移矩分量的贡献是额外的，这是不存在的Rashba相互作用。此外，Rashba项对自旋力矩传递的横向分量也有不同的影响。
Long-range ferromagnetism of Mn12 acetate single-molecule magnets under a transverse magnetic field
我们用中子衍射来探测Mn12单分子磁体晶体的磁化分量。在低温下，这些分子中的每一个都表现为自旋S = 10并且沿着晶体学c轴具有强各向异性的纳米磁体。施加垂直于c的磁场会在相反的自旋取向之间诱导量子隧穿，使自旋达到热平衡。低于约0.9 K时，分子间相互作用将这种平衡态转变为铁磁有序相。然而，长程铁磁相关几乎消失的字段大于5.5 T，可能表明存在一个量子临界点。
Domain-wall-controlled transverse spin injection
我们提出了一个效果，即沿铁磁和正常金属之间的界面的电流导致注入纯自旋电流到正常金属，如果在铁磁体的磁化方向沿电流的方向变化。对于铁磁畴壁的具体示例，我们计算当注入Pt层时该自旋电流引起的逆自旋霍尔效应电压。此外，我们表明，这种纯自旋电流导致修改的参数，支配自旋转移和电流驱动的畴壁运动，这可以用来优化后者在分层磁系统。这种效应原则上能够控制器件中自旋电流注入的位置。
Transverse magnetoresistance in a ferromagnetic/nonmagnetic/ferromagnetic trilayer originated from charge-spin conversion by anomalous Hall effect is investigated theoretically. Solving the spin diffusion equation in bulk and using the spin-dependent Landauer formula at the ferromagnetic/nonmagnetic interface, an analytical formula of the transverse resistivity is obtained. The charge-spin conversion by the anomalous Hall effect contributes to the magnetoresistance in a manner proportional to the square of the spin anomalous Hall angle. The angular dependence of the magnetoresistance is basica…
Topological Nodal Chains and Transverse Transports in Ferromagnetic Centrosymmetric Semimetal FeIn2S4
该研究从理论上揭示铁磁中心对称半金属FeIn₂S₄是受非简单对称性保护的节线链半金属，其节线链抗自旋轨道耦合，兼具鼓面表面态与闭合费米弧，且节线环贡献大的反常霍尔与能斯特电导率，为磁性拓扑态与横向输运研究提供平台。
Spin Torque Ferromagnetic Resonance Induced by the Spin Hall Effect
我们证明了具有强自旋轨道散射的薄膜中的自旋霍尔效应可以激发相邻铁磁薄膜中的磁旋进。通过Pt/NiFe双层的交流电流的流动在Pt中产生振荡的横向自旋电流，并且由此产生的自旋角动量到NiFe的转移诱导铁磁共振（FMR）动力学。来自电流的奥斯特场也产生FMR信号，但具有不同的对称性。这两个信号的比率允许定量确定自旋电流和自旋霍尔角。
Evidence of orbital Hall current induced correlation in second harmonic response of longitudinal and transverse voltage in light metal-ferromagnet bilayers
本研究通过二次谐波测量，在轻金属（Ti/Nb）与铁磁体（Ni/NiFe）双层结构中证实了轨道霍尔效应产生的轨道电流，并发现LM/Ni双层结构具有增强的阻尼类扭矩和单向磁电阻，表明轨道-自旋转换在Ni中发生并转移至铁磁层，且双层结构对轨道电流产生至关重要。
Transverse spin diffusion in ferromagnets
讨论了铁磁旋进的唯象Landau-Lifshitz方程中的耗散扩散项$\mathbf{m}\times\nabla^2\partial_t\mathbf{m}$，它描述了有限动量自旋波的增强Gilbert阻尼.这个术语在物理上来自于通过扰动铁磁配置的巡回电子自旋流，并且可以被理解为起源于连续极限中的铁磁自旋泵浦。我们开发了一个一般的现象学，以及提供微观理论的斯通纳和s-d模型的铁磁性，考虑到无序和电子-电子散射。后者在我们的问题中通过自旋带之间的库仑阻力表现出来。自旋扩散是根据横向自旋电导率确定的，类似于动力学理论中的爱因斯坦关系。
The electromotive forces induced by surface acoustic waves (SAWs) are investigated in ferromagnetic thin films. CoFeB thin films deposited on LiNbO$_3$ substrates are patterned into Hall-bars to study the acoustoelectric transport properties of the device. The longitudinal and transverse dc voltages that develop in the Hall bars, which are parallel and orthogonal to the flow of the SAW, respectively, are measured under application of an in-plane magnetic field. The longitudinal voltage scales linearly with the SAW power and reverses its polarity upon changing the direction to which the SAW pro…
Heat-driven spin transport in a ferromagnetic metal
当非磁性重金属附着在铁磁体上时，垂直流动的热驱动自旋电流被转换为横向电压，这被称为纵向自旋塞贝克效应（SSE）。如果铁磁体是金属，则该电压还伴随有来自两个其它源的电压，即铁磁体和邻近感应铁磁边界层中的反常能斯特效应。通过正确识别和仔细分离这些不同的影响，我们发现，在这个纯自旋电流电路中，由重金属吸引的额外自旋电流通过铁磁金属本身产生另一个重要的电压，这应该存在于所有相关的实验中。
Controllable intrinsic DC spin/valley Hall conductivity in ferromagnetic silicene: Exploring a fully spin/valley polarized transport
本文研究了在垂直于硅烯片的电场作用下，掺杂铁磁硅烯的本征直流自旋和谷霍尔电导。通过计算它的能谱和波函数，并利用Kubo形式，我们得到了横向霍尔电导率的一般关系式，它可用于计算自旋霍尔电导率和谷霍尔电导率。在交换场的零极限下，我们的结果退化为以前的结果。进一步讨论了铁磁硅烯中自旋和谷极化电调谐输运，得到了观察到完全自旋或谷极化输运的必要条件。
Transverse domain walls in thin ferromagnetic strips
本文研究面内磁化无限长铁磁薄带的横向畴壁，证明180°与360°壁剖面的存在唯一性等性质，并由二维微磁能量的Γ-极限导出其能量。
Charge and spin Hall effect in spin chiral ferromagnetic graphene
我们预测了一种特定类型的电荷霍尔效应在未掺杂的铁磁石墨烯，所产生的自旋霍尔机制在没有外部磁场。其基本特征是这种磁性材料中自旋子带的所谓自旋手性构型，其中具有相反自旋方向的载流子具有不同类型的类电子或类空穴。在电子自旋-轨道动力学的半经典理论中，我们得到了一个纵向电场可以产生一个纯电荷的自旋-轨道横向电流，而自旋和谷没有极化。
Chiral phonons and phononic birefringence in ferromagnetic metal - bulk acoustic resonator hybrids
本文实验研究铁磁金属薄膜与多种衬底声子模式间的磁弹耦合，发现所有衬底均存在声子双折射，并通过选择声子模式实现Purcell增强耦合。
Spin Injection and Detection via the Anomalous Spin Hall Effect in a Ferromagnetic Metal
我们报道了一种新的自旋注入和检测机制，通过反常霍尔效应在铁磁金属。反常自旋霍尔效应（ASHE）是指铁磁体内部产生的横向自旋电流。我们利用ASHE及其相互作用，在非局域几何的磁性绝缘体中电注入和检测磁振子。我们的实验表明，坡莫合金可以有一个更高的自旋注入和探测效率的铂，由于ASHE。我们还证明了通过坡莫合金磁化方向的ASHE的可调谐性，从而为自旋电子学应用创造了新的可能性。
Magnetoelectronic Spin Echo
我们预测的自旋回波电子输运通过层状铁磁-正常-铁磁金属结构：而垂直于磁化方向极化的自旋电流衰减时，通过添加第二个相同的，但反平行的铁磁体的铁磁自旋相干长度的尺度上穿过一个单一的均匀铁磁体。这种重入横向自旋电流类似于脉冲激发下原子核磁化的自旋回波效应。我们提出了一个实验装置来测量磁电子自旋回波。
We start closing a gap in the comparison of experimental and theoretical data associated with the spin Hall effect. Based on a first-principles characterization of electronic structure and a semiclassical description of electron transport, we compute the skew-scattering contribution to the transverse spin and charge currents generated by spin and anomalous Hall effect in a Co/Cu multilayer system doped with Bi impurities. The fact that the created currents cross the interface between the two materials strongly influences the efficiency of charge to spin current conversion, as demonstrated by o…
Superconducting decay length in a ferromagnetic metal
在线性化的Eilenberger方程组的框架下，从理论上研究了表征超导关联穿透铁磁体的复衰减长度xi.计算了衰变长度的实部xi_1和虚部xi_2随交换能和铁磁体中普通、自旋翻转和自旋轨道电子散射率的变化。长度xi_1，2分别决定了在超导电极间大距离的限制下，SFS约瑟夫森结中临界电流衰减和振荡的空间尺度。所发展的理论提供了xi_1和xi_2表达式在肮脏和清洁极限中的适用性标准，这些极限通常用于SF混合结构的分析。
Femtosecond laser pulses can induce ultrafast demagnetization as well as generate bursts of hot electron spin currents. In trilayer spin valves consisting of two metallic ferromagnetic layers separated by a nonmagnetic one, hot electron spin currents excited by an ultrashort laser pulse propagate from the first ferromagnetic layer through the spacer reaching the second magnetic layer. When the magnetizations of the two magnetic layers are noncollinear, this spin current exerts a torque on magnetic moments in the second ferromagnet. Since this torque is acting only within the sub-ps timescale, …
Current-voltage characteristics of tunnel Josephson junctions with a ferromagnetic interlayer
定量研究了扩散超导体/绝缘体/铁磁体/超导体（SIFS）隧道约瑟夫森结的电流-电压特性。为了获得CVC，我们计算的状态密度（DOS）的F/S双层任意长度的铁磁层，使用准经典理论。当铁磁层厚度大于超导凝聚体进入F层的特征穿透深度时，我们找到了一个与用自洽数值方法得到的DOS一致的解析表达式。我们讨论了DOS的一般性质及其对铁磁层参数的依赖性。特别是我们集中我们的分析在费米能量的DOS振荡。使用数值得到的DOS，我们计算相应的CVC，并讨论其性质。最后，我们使用CVC计算宏观量子隧穿（MQT）逃逸率的电流偏置SIFS结考虑到耗散修正由于准粒子隧穿。我们发现准粒子耗散对SIFS结宏观量子动力学的影响很小，这是SIFS结在超导量子比特应用中的一个优势。
Study of spin dynamics and damping on the magnetic nanowire arrays with various nanowire widths
我们研究了铁磁纳米线阵列中包含吉尔伯特阻尼的自旋动力学。我们利用矢量网络分析仪铁磁共振（VNA-FMR）测量了铁磁纳米线阵列的铁磁共振，并对测量结果进行了微磁学模拟分析。我们发现实验的VNA-FMR谱和微磁学模拟结果之间的各种应用磁场非常好的协议。我们发现纵向条件下的退磁因子Nz（Ny）随着纳米线宽度的减小而增大（减小）。对于横向磁场，Nz（Ny）随着纳米线宽度的增加而增加（减小）。我们还发现，吉尔伯特阻尼常数从0.018增加到0.051的纳米线宽度的横向情况下，而它几乎是恒定的0.021的纵向情况。
Localised magnetic excitations of coupled impurities in a transverse Ising ferromagnet
用格林函数方法计算了半无限铁磁材料中两个相邻杂质的激发谱。在横向场中的伊辛模型的框架内，确定了格林函数的运动方程，并给出了杂质的交换耦合、位置和取向对局域自旋波模谱的影响的结果。
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