Valley Pumping via Edge States and the Nonlocal Valley Hall Effect in Two-Dimensional Semiconductors
最近的实验研究了双层石墨烯中非局域输运的温度和栅极电压依赖性，确定了被认为与二维半导体的体本征谷霍尔效应相关的特征。在这里，我们使用简单的微观紧束缚带模型和唯象体输运方程，强调非局部电压信号的样品边缘的影响。我们发现，非局部谷霍尔响应是敏感的电子结构的细节在样品的边缘，它是增强时，局部纵向电导率是较大的样品边缘附近比在散装。我们讨论了最近的实验中，根据这些发现，并讨论了密切的类比之间的电子抽运谷附近的二维样品边缘的谷霍尔效应，和批量抽运谷之间由于手性异常在三维拓扑半金属。
2020-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantifying spin Hall angles from spin pumping: Experiments and Theory
自旋霍尔效应甚至在磁性材料中混合自旋和电荷电流，因此最终可以允许使用自旋输运而不需要铁磁体。我们展示了如何自旋霍尔效应可以量化集成坡莫合金/正常金属（N）双层共面波导。通过自旋泵浦，可以利用铁磁共振以可控的方式产生N中的直流自旋电流。沿坡莫合金/N检测到的横向直流电压具有来自各向异性磁阻（AMR）和自旋霍尔效应的贡献，这可以通过它们的对称性来区分。我们提出了一个理论，可以解释这两种情况。用这种方法，我们定量地确定了Pt，Au和Mo的自旋霍尔角。这种方法可以很容易地适用于任何导电材料，甚至非常小的自旋霍尔角。
2010-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Pumping and Inverse Spin Hall Effect in Platinum: The Essential Role of Spin-Memory Loss at Metallic Interfaces
通过Co中的铁磁共振、自旋抽运和逆自旋霍尔效应的组合实验，|Pt双层和Co |Cu| Pt三层，我们证明了一致的值的自旋扩散长度$\ell_{\rm sf}^{\rm Pt}=3.4\pm0.4$ nm和自旋霍尔角$θ_{\rm SHE}^{\rm Pt}=0.051\pm0.004$的Pt。我们的数据和模型强调的部分退极化的自旋电流在每个接口由于自旋记忆损失。我们的模型调和先前公布的自旋霍尔角值，并解释了不同的标度长度的铁磁阻尼和自旋霍尔效应感应电压。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of spin-pumping by a MgO tunnel-barrier
自旋抽运在铁磁体（F）/正常金属（N）界面处的正常金属中产生纯自旋电流。自旋泵浦的效率由自旋混合电导给出，自旋混合电导取决于N和F/N界面。我们直接研究了自旋泵通过MgO隧道势垒使用反自旋霍尔效应，它耦合自旋和电荷电流，并提供了一个直接的电子检测自旋电流在正常的金属。我们发现，自旋泵被抑制的隧道势垒，这是相反的，最近的研究表明，自旋混合电导可以通过在界面处插入隧道势垒增强。
2009-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Platinum thickness dependence of the inverse spin-Hall voltage from spin pumping in a hybrid YIG/Pt system
我们首次在大频率范围内针对不同的射频功率，在自旋泵激的逆自旋-霍尔效应的混合YIG/Pt系统中实验观察到了铂（Pt）厚度依赖性。从测量的直流电压（$Δ\textrm{V}$）在谐振条件下和电阻（$R$）的Pt层，一个强烈的增强比$Δ\textrm{V}/R$已被观察到，这是不符合以前的研究NiFe/Pt系统。这种行为的起源仍然不清楚，不能用我们使用的自旋输运模型来解释。
2012-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin accumulation detection of FMR driven spin pumping in silicon-based metal-oxide-semiconductor heterostructures
使用自旋霍尔效应及其逆效应来电检测和操纵经由铁磁共振（FMR）驱动的自旋泵浦产生的动态自旋电流，使得能够研究这些动态注入的电流穿过各种各样的铁磁材料。然而，虽然这种方法已被证明是探索自旋泵浦过程的宝贵诊断方法，但它需要强的自旋-轨道耦合，因此基本上限制了可用于检测器/通道材料（主要是Pt、W和Ta）的材料基础。在这里，我们报告FMR驱动的自旋泵到一个弱的自旋轨道通道通过测量的自旋积累电压在Si基金属氧化物半导体（MOS）异质结构。这种替代的实验方法，使调查的动态自旋泵在广泛的一类材料具有弱的自旋轨道耦合和长的自旋寿命，同时提供额外的信息，通过Hanle为基础的测量的有效自旋寿命的相位演化的注入自旋系综。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Spin pumping as a generic probe for linear spin fluctuations: demonstration with ferromagnetic and antiferromagnetic orders, metallic and insulating electrical states
我们研究了自旋注入自旋泵从自旋注入器（镍铁）到自旋阱检测自旋涨落的自旋阱。通过扫描几个磁转变的有序温度，我们发现，由于自旋涨落增强自旋泵适用于几个有序状态：铁磁（Tb）和反铁磁（NiO，NiFeOx，BiFeO3，交换偏置和非偏置IrMn）。结果还代表系统的实验研究支持的效果是独立的金属和绝缘性质的自旋阱，并观察是否自旋电流探针涉及电子或磁振子运输，促进材料表征和工程自旋电子应用的进展。
2019-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Important role of magnetization precession angle measurement in inverse spin Hall effect induced by spin pumping
本文利用宽带自旋抽运和反向自旋霍尔效应测量方法研究了Ni_（80）Fe_（20）/Pt双层膜中Pt的自旋霍尔角。为了抑制不需要的电流磁效应，利用了施加垂直于充电电流方向的外部磁场的面外激励几何结构。从各向异性磁电阻（AMR）的整流电压和在共面波导中使用微波功率的常规方法估计了宽激励频率范围（4-14 GHz）的铁磁共振的磁化进动角。观察到不同方法的进动角轮廓的显著差异，导致Ni_（80）Fe_（20）/Pt界面处的自旋电流密度的估计值变化很大。利用AMR效应估计的自旋电流密度的频率依赖性被发现是类似的反自旋霍尔电压。我们得到的频率不变的自旋霍尔角为0.067。
2017-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous observation of anti-damping and inverse spin Hall effect in La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$/Pt bilayer system
锰氧化物在自旋电子学中显示出潜力，因为它们表现出高自旋极化。本文用铁磁共振方法研究了氧化物分子束外延制备的La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$ /Pt双层膜的阻尼特性。发现La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$（LSMO）单层的阻尼系数（$α$）为0.0104。然而，LSMO/Pt双层膜的$α$随着Pt厚度的增加而降低。$α$值的这种降低可能是由于高抗阻尼类扭矩。此外，我们还研究了角度相关的逆自旋霍尔效应（ISHE），以量化来自其他自旋整流效应（如反常霍尔效应和各向异性磁电阻）的自旋泵浦电压。我们观察到了高的自旋泵浦电压（$\sim$ ~20 $ μV$）。结果表明，反阻尼和自旋抽运现象是同时发生的。
2020-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Light and microwave driven spin pumping across FeGaB-BiSb interface
具有大自旋霍尔电导率的三维拓扑绝缘体（TI）已成为自旋电子学应用的潜在候选者。在这里，我们报告的自旋电荷转换在双层的非晶铁磁体（FM）Fe_{78} Ga_{13} B_{9}（FeGaB）和3-D TI Bi_{85} Sb_{15}（BiSb）激活两个互补的技术：自旋泵和超快自旋电流注入。直流磁化测量建立FeGaB薄膜的软磁特性，保持不变的FeGaB-BiSb的异质结构。宽带铁磁共振（FMR）研究表明，随着自旋角动量泄漏到TI层中，旋进磁化的阻尼增强，自旋混合电导值较大（5.03 x 10^{19} m^{-2}）。通过分析由反自旋霍尔效应在TI层上产生的磁场控制的双极直流电压，提取BiSb的自旋霍尔角和自旋扩散长度。由飞秒光脉冲诱导的太赫兹辐射测量得到的自旋抽运参数与铁磁共振结果一致。Kubo-Bastin公式和紧束缚模型计算揭示了TI膜的厚度依赖性自旋霍尔电导率，预测结果与实验数据非常吻合。我们的研究结果表明，室温沉积的非晶和多晶异质结提供了一个有前途的平台，创造新的自旋轨道扭矩器件。
2022-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Spin pumping and inverse spin Hall effect in CoFeB/C$_{60}$ bilayers
基于纯自旋电流的研究主要集中在铁磁体（FM）/重金属（HM）体系。由于高自旋轨道耦合（SOC），这些HM表现出短的自旋扩散长度，因此具有挑战性的设备应用。有机半导体材料具有低的SOC和大的自旋扩散长度，适合于未来的自旋电子学应用。从理论模型中解释了由于$π$杂化，C $_{60}$分子的曲率可以增加SOC强度。本文利用共面波导铁磁共振（CPW-FMR）装置研究了CoFeB/C $_{60}$双层膜系统的自旋泵浦和反自旋霍尔效应（ISHE）。我们已经进行了角度相关的ISHE测量解开自旋整流效应，如各向异性磁电阻，异常霍尔效应等。此外，有效的自旋混合电导（g $_{eff}^{\uparrow\downarrow}$）和自旋霍尔角（$θ_{SH}$）的C $_{60}$已在这里报告。$θ_{SH}$的评估值为0.055。
2021-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Angle Quantification from Spin Pumping and Microwave Photoresistance
我们提出了一种方法来量化自旋霍尔角（SHA）与自旋泵和微波光电阻测量。用这种方法，我们分离的逆自旋霍尔效应（ISHE）从其他不必要的影响坡莫合金/铂双层膜使用面外微波激发。通过微波光阻测量，在和出平面进动角的磁化被确定，并使注入的纯自旋电流的准确测定。该方法被证明与一个几乎完美的洛伦兹线形状为所获得的ISHE信号和频率无关SHA值的理论预测。通过改变Pt厚度，Pt的SHA和自旋扩散长度分别被量化为0.012（0.001）和8.3（0.9）nm。
2012-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detection of the microwave spin pumping using the inverse spin Hall effect
本文报道了利用逆自旋霍尔效应（ISHE）对铁磁共振（FMR）过程中自旋抽运电流的动力学部分进行电探测。实验在YIG $|$ Pt双层膜上进行。选择YIG（一种磁性绝缘体）确保了两层之间没有电荷电流流动，并且只有由磁化动力学产生的纯自旋电流通过自旋泵浦转移到相邻的强自旋轨道Pt层中。为了避免测量在微波源的频率下感应的寄生涡电流，在平行几何结构中使用参数激励在频率的一半处感应谐振。触发这种非线性效应可以在频谱分析仪上直接检测ISHE电压的微波分量。对于几度的旋进角，测量到大至30 $μ$ V的信号。这种直接检测提供了一种新的有效手段，研究磁化动力学在一个非常宽的频率范围内具有很高的灵敏度。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties in ultra-thin 3d transition metal alloys II: Experimental verification of quantitative theories of damping and spin-pumping
利用铁磁共振方法对无序晶态二元3d过渡金属合金Ni-Co、Ni-Fe和Co-Fe在全成分范围内的Gilbert阻尼进行了系统的实验研究。考虑到非均匀线宽展宽后，阻尼显示出界面阻尼增强（通过自旋泵浦）和辐射阻尼的明显证据。我们量化这两个外部贡献，从而确定固有阻尼。在大多数情况下，多个理论计算的内在阻尼的比较产生良好的定性和定量的协议。此外，在这项研究中获得的阻尼值与广泛的出版的实验和理论值吻合得很好。此外，我们还发现了自旋混合电导的成分依赖性。
2017-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin Pumping Driven by Bistable Exchange Spin Waves
在Pt/Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$薄膜中，在参量激发下，研究了双稳态交换波驱动的自旋泵浦.在Pt/Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$薄膜中，参数激发驱动的自旋抽运选择性地增强了短波长交换自旋波的弛豫，表明交换自旋波和自旋流之间通过有效的自旋转移在界面处发生强耦合.此外，参数自旋泵，允许直接访问非线性自旋波动力学与逆自旋霍尔效应相结合，揭示了非常规的交换自旋波的双稳态。
2012-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Phase-sensitive detection of spin pumping via the ac inverse spin Hall effect
自旋电子学的一个有趣的特征是使用纯自旋电流来操纵磁化，例如，自旋电流可以切换自旋扭矩MRAM（下一代DRAM替代物）中的磁化。通过自旋霍尔效应产生的巨大自旋电流极大地扩展了技术机会。相反，铁磁体/正常金属结在微波激发下发射自旋电流，即自旋泵浦。虽然这样的自旋电流在激励频率下被调制，但是还存在通常使用对应的逆自旋霍尔效应（iSHE）直流电压来检测的非线性整流分量。然而，交流分量应该更有利于定量分析，因为它大两个数量级并且是线性的。但是，任何使用交流iSHE的设备也会通过法拉第定律对感应信号敏感，并且交流iSHE信号的辨别必须依赖于相敏测量。我们使用感应信号作为参考，用于定量测量ac iSHE的幅度和相位。
2014-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-induced spin pumping and inverse spin Hall effect in single FePt thin films
本文通过自旋泵浦铁磁共振实验研究单层 FePt 薄膜的自诱导自旋-电荷转换，测得自旋霍尔角为0.047，并利用双层体系分离了 Pt 外部效应与 FePt 自诱导逆自旋霍尔效应的贡献，为自扭矩自旋电子器件发展提供依据。
2025-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Thickness and power dependence of the spin-pumping effect in Y3Fe5O12/Pt heterostructures measured by the inverse spin Hall effect
本文定量研究了用逆自旋霍尔效应（ISHE）探测的钇铁石榴石（Y3 Fe 5 O 12，YIG）厚度对自旋抽运效应的影响。由于亚铁磁绝缘体YIG膜中的磁化旋进驱动的自旋泵浦效应，自旋极化的电子流被注入到Pt层中。这种自旋电流通过ISHE转换成电荷电流。观察到ISHE电压随着膜厚度的增加而增加，并与理论预期的行为进行比较。YIG/Pt样品的有效阻尼系数随YIG膜厚度的减小而增大。所研究的样品表现出g=（7.43 \pm 0.36）\times 10^{18} m^{-2}的自旋混合电导和theta_{ISHE} = 0.009 \pm 0.0008的自旋霍尔角。此外，在高励磁功率的非线性效应的产生的电压和吉尔伯特阻尼参数的影响。结果表明，对于小的YIG膜厚度的展宽的线宽，由于在高激发功率的非线性效应被抑制，因为缺乏非线性多磁振子散射通道。我们发现，厚YIG样品表现出明显的非线性效应的自旋泵浦效率的变化是远远小于非线性增强的阻尼。
2013-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mode-Dependent Damping in Metallic Antiferromagnets Due to Inter-Sublattice Spin Pumping
磁化动力学中的阻尼表征了磁能的耗散，并且对于提高基于自旋电子学的器件的性能是必不可少的。虽然铁磁体的阻尼已经得到了很好的研究，并且在实践中可以人为地控制，但反铁磁材料的阻尼参数的物理机制或数值却知之甚少。在这里，我们使用广义散射理论的磁化耗散结合第一性原理输运计算反铁磁动力学中的阻尼参数。对于PtMn、IrMn、PdMn和FeMn金属反铁磁体，与磁化运动相关的阻尼系数（$α_m$）比与Néel阶变化相关的阻尼系数（$α_n$）大1 ~ 3个数量级，与文献中的假设形成鲜明对比.
2017-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Planar Hall effect induced spin rectification effect and its strong impact on spin pumping measurements
自旋抽运是一种广泛用于产生纯自旋电流和表征各种系统中自旋-电荷转换的技术。对称洛仑兹电荷流相对于相反磁场的反号是确定其纯自旋电流起源的重要判据。然而，我们在这里发现，由于平面霍尔效应的整流电压可以表现出类似的寄生信号，复杂化，甚至误导的分析。微波磁场和感应电流的分布对所获得信号的磁场对称性和线形有很大影响。我们进一步展示了一个几何形状的自旋-电荷转换和整流电压可以很容易地区分与一个简单的对称性分析。
2022-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Optimization of the yttrium iron garnet/platinum interface for spin pumping-based applications
定量地研究了在镀铂前对钇铁石榴石（YIG）进行表面处理对自旋泵浦效率和自旋混合电导的影响。铁磁共振驱动的自旋泵浦将自旋极化电流注入到Pt层中，该自旋极化电流通过逆自旋霍尔效应转换为电动势。我们的实验表明，自旋泵浦效应确实强烈地依赖于YIG/Pt界面条件。我们测量的逆自旋霍尔电压和自旋混合电导的两个数量级以上的改进样品制备的增强。
2013-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance spin pumping in CoFeB with highly resistive non-magnetic electrodes
研究了CoFeB/非磁性双层膜铁磁共振自旋泵激和自旋整流的相对贡献随非磁性电极电阻的变化关系。具有高电阻的Ta或Ti电极的样品表现出更强的自旋整流信号，这可能导致对材料的自旋霍尔角的高估（或低估），而具有低电阻的Pt或Pd电极的样品表现出来自自旋泵浦的逆自旋霍尔效应的支配。通过与单FM层和倒置结构样品的比较，我们提供了一个合适的分析方法来提取自旋泵浦贡献。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependence of Spin Pumping in Ni81Fe19/NbN Bilayer Thin Films
该研究系统研究了Ni81Fe19/NbN双层薄膜中自旋泵浦的温度依赖性，发现自旋霍尔角随温度升高而增大，且在超导转变温度以下逆自旋霍尔效应电压显著降低，同时铁磁共振线宽增加。
2023-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Pumping and Inverse Spin Hall Effect in Germanium
我们在室温下测量了\textit{n} -Ge的逆自旋霍尔效应（ISHE）。锗中的自旋电流是通过自旋泵从CoFeB/MgO磁性隧道结产生的，以防止阻抗失配问题。在CoFeB的铁磁共振下，在Ge中测量到明显的电动势。同样的研究，然后进行了几个测试样品，特别是我们已经调查了MgO隧道势垒和样品退火对ISHE信号的影响。首先，生长在$_{2}$上的参考CoFeB/MgO双层膜由于各向异性磁阻和异常霍尔效应而表现出明显的电动势，所述异常霍尔效应由相对于谐振场的不对称贡献主导。我们还发现，MgO隧道势垒是必不可少的观察ISHE在Ge和样品退火系统导致信号的增加。我们提出了一个理论模型的基础上存在的本地化状态之间的界面上的MgO隧道势垒和锗占这些意见。最后，我们的所有结果与重掺杂$n$ -Ge中ISHE的观察完全一致，并且我们可以估计室温下的自旋霍尔角为$\approx$ 0.001。
2013-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of Spin Pumping at Metal Interfaces
本研究发现Cu/Cr及Cu/V金属间隔层界面可显著抑制铁磁异质结构中的自旋泵浦，揭示非磁性金属组合形成自旋阻挡界面的新可能。
2023-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transition Metal Dichalcogenide 1T$'$-MoTe$_2$ Nanoscale Films as Spin Pumping Platforms
Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC)（巴塞罗那材料科学研究所（ICMAB-CSIC））；CNR-IMM, Unit of Agrate Brianza（意大利国家研究委员会固体物理研究所，阿格拉特布兰卡扎分部）；Department of Material Science, University of Milano Bicocca（米兰比可卡大学材料科学系）
研究通过化学生长的1T′-MoTe₂薄膜在室温下实现高效的自旋-电荷转换，展示其作为自旋泵平台的潜力。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Spin pumping using an Ni80Fe20 thin film annealed in a magnetic field
利用磁场退火的Ni 80 Fe 20薄膜的铁磁共振控制自旋抽运，研究了简单有效的纯自旋电流产生方法。在退火的Pd/Ni 80 Fe 20堆叠结构上使用Ni 80 Fe 20进行自旋泵浦时，发现由于Pd中的逆自旋霍尔效应（ISHE）引起的电动势比未退火的电动势强30%。当Ni 80 Fe 20膜中的局域磁矩的方向与自旋泵浦中的外部磁场之间的角度为零时，在Pd层中产生的自旋电流密度可以是最大的。在磁场中退火是用于增加由自旋泵浦产生的自旋电流密度的方便技术。
2014-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Large voltage from spin pumping in magnetic tunnel junctions
研究了铁磁-绝缘体-普通金属隧道结构在外加振荡射频（RF）作用下的响应。磁场。地方C.计算结两端的电压，发现尽管结的电阻很高，但电压并没有降低;相反，它是$μV$到$100μV$的量级，远大于“强耦合”欧姆铁磁体-正常金属双层中的实验观察值（100纳伏）。这与最近在隧道结构中的实验结果一致，其中电压大于$μV$ s。计算了该结构中外部RF场的阻尼和损耗。
2007-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Negligible thermal contributions to the spin pumping signal in ferromagnetic metal-Platinum bilayers
铁磁共振自旋泵浦是测定各种材料的自旋霍尔角、Edelstein长度或自旋扩散长度的最常用技术之一。近年来，人们对这些实验的解释越来越关注，强调信号可能纯粹来自热电效应，而不是相干自旋泵浦。在这里，我们提出了一种方法，通过结合测辐射热法和铁磁共振测量的自旋泵浦，并比较它们的时间尺度，来评估自旋泵浦信号中是否存在热效应。利用谐振腔对Pt \Permalloy和La 0.7Sr 0.3MnO 3 \Pt样品进行了实验，我们得出结论，没有任何可测量的热电贡献，如自旋Seebeck和共振时的反常能斯特效应
2020-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Subterahertz spin pumping from an insulating antiferromagnet
自旋转移力矩和自旋霍尔效应与它们的相互作用现象、自旋泵浦和逆自旋霍尔（ISHE）效应相结合，使得能够在自旋电子学中读取和控制磁矩。在基于反铁磁的设备中，这些效应的直接观察仍然是难以捉摸的。我们报告了亚太赫兹自旋泵在单轴绝缘反铁磁体MnF2和铂的界面。所测量的ISHE电压所产生的自旋电荷转换在铂层取决于反铁磁体，这是选择性地激发和调制的圆偏振亚太赫兹辐射的手性的动力学模式的手性。我们的研究结果打开了大门，在太赫兹频率的相干纯自旋电流的控制产生。
2020-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of Spin Pumping in $\mathrm{Y_3Fe_5O_{12}/Pt/Ni_{81}Fe_{19}}$ Trilayer Film
利用逆自旋霍尔效应（ISHE）研究了$\mathrm{Y_3Fe_5O_{12}(YIG)/Pt/Ni_{81}Fe_{19}(Py)}$三层薄膜中的自旋抽运.当铁磁体不同时被微波激发时，ISHE感应电压在每个铁磁共振（FMR）处具有相反的符号。相反的符号与双层膜的自旋泵浦一致。另一方面，当两个铁磁体同时被激励时，每个FMR处的电压符号相同。然而，电压的幅度大大增加。所观察到的电压是非常规的，既不能从双层膜的自旋泵预期其符号和幅度。控制实验表明，Py/Pt界面的非常规电压主要是由自旋抽运引起的。YIG和Py层之间的相互作用是非常规电压的可能来源。
2014-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnon mediated spin pumping by coupled ferrimagnetic garnets heterostructure
本研究通过耦合亚铁磁YIG/TmIG双层膜与重金属Pt，利用逆自旋霍尔效应实现自旋泵浦，发现界面交换耦合增强泵浦电压，为磁振子器件提供新途径。
2024-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Elasto-Dynamical Induced Spin and Charge Pumping in Bulk Heavy Metals
类似于自旋霍尔效应（SHE），{ \it ab initio}电子结构计算揭示了声学声子可以感应出沿（垂直于）其传播方向流动的电荷（自旋）电流。本文用Floquet方法计算了体铂中弹性动力学诱导的电荷和自旋抽运，证明了：（1）纵向电荷抽运是本征的，而横向抽运的自旋电流有一个强烈依赖于电子弛豫时间的非本征起源;（ii）纵向充电电流是非相对论起源的，而横向自旋流是相对论效应，在最低阶时与自旋轨道耦合强度成线性关系;（iii）电荷和自旋泵浦电流都对弹性波的振幅具有抛物线依赖性。
2022-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Spin Pumping from Epitaxial Y3Fe5O12 Thin Films to Pt and W Layers
用离轴溅射法制备了Y3 Fe 5 O 12外延薄膜，该薄膜具有良好的结晶质量，在Pt/Y3 Fe 5 O 12和W/Y3 Fe 5 O 12双层膜中观察到了腔铁磁共振驱动的大自旋泵浦信号。在0.3 Oe射频磁场激发下，5 mm长的Pt/Y3 Fe 5 O 12和W/Y3 Fe 5 O 12双层膜的反自旋霍尔电压分别达到2.10 mV和-5.26 mV。Pt/Y3 Fe 5 O 12和W/Y3 Fe 5 O 12双层膜的界面自旋混合电导分别为4.56E14 Ω-1m-2和2.30E14 Ω-1m-2。
2013-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Thermal spin pumping and magnon-phonon-mediated spin-Seebeck effect
利用顺磁金属中的逆自旋霍尔效应（ISHE）系统地研究了铁磁金属和绝缘体中的自旋塞贝克效应（SSE）。SSE由于铁磁体中的温度梯度而产生自旋电压，其将自旋电流注入到附着的顺磁性金属中。在顺磁体中，由于ISHE，该自旋电流被转换成电场，使得能够对SSE进行电检测。SSE的观察是在纵向和横向配置组成的铁磁体/顺磁体混合结构，其中热产生的自旋电流平行和垂直于温度梯度流动，分别检测。我们的结果解释了SSE的两个步骤的过程：（1）温度梯度创建一个非平衡态的铁磁体由磁振子和声子传播和（2）之间的非平衡的铁磁体中的磁振子和电子在接触界面处的顺磁体导致“热自旋泵”和ISHE信号。金属磁体（如Ni_（81）Fe_（19））在温度梯度下的非平衡态主要由样品和衬底中的声子决定，而在绝缘磁体（如Y_3Fe_5 O_（12））中，磁振子和声子的传播似乎都很重要。声子介导的非平衡驱动的热自旋泵也证实了温度依赖性的测量，从而引起在低温下的SSE信号的巨大增强。
2012-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Determination of spin relaxation time and spin diffusion length by oscillation of spin pumping signal
本文从理论上研究了利用自旋进动运动和自旋扩散输运相结合的自旋泵系统中顺磁性正常金属中非平衡自旋积累的操纵方法。基于Bloch-Torrey方程，我们证明了外加磁场改变了非平衡自旋积累的方向，从而改变了相邻顺磁性重金属的逆自旋霍尔电压的符号.我们发现，在常用的自旋抽运系统中，自旋弛豫时间和自旋扩散长度同时取决于外加磁场的大小和正常金属的厚度.
2019-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large spin Hall angle and spin mixing conductance in highly resistive antiferromagnetic Mn2Au
反铁磁（AFM）材料由于具有零杂散磁场、高各向异性和自旋轨道耦合等优点，近年来在自旋电子学领域引起了广泛的研究兴趣。在这种背景下，双金属AFM Mn2Au引起了人们的关注，因为它具有独特的性能，并且其Neel温度非常高。在这里，我们报告自旋泵浦和反自旋霍尔效应的Mn2Au和CoFeB双层系统的铁磁共振研究。我们发现大自旋霍尔角θ_SH = 0.22
2020-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of spin pumping voltage separated from extrinsic microwave effects
自旋电流与电荷电流的相互转换是近年来自旋电子学的核心技术。在这篇文章中，我们提供的方法来估计逆自旋霍尔效应（ISHEs）诱导使用微波驱动的自旋泵（SP）作为自旋电流发生器。ISHE和SP在铁磁或自旋波共振时感应电动势，这为研究材料中的自旋物理提供了有价值的电学方法。在谐振时，用于激发磁化动力学的微波经由射频电流整流和热电效应感应出附加电动势。我们讨论的方法来分离从这样的外在微波效应产生的信号，通过控制样品的结构和配置。这些方法有助于对SP诱导的ISHE进行精确测量，从而定量研究各种材料上自旋电流和电荷电流之间的转换。
2016-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Spin-pumping-induced spin transport in p-type Si at room temperature
自旋电池的概念应用于纯自旋电流和自旋输运的p型硅（p-Si）的动态产生。Ni_（80）Fe_（20）中的铁磁共振和有效的s-d耦合导致Ni_（80）Fe_（20）/p-Si界面处的自旋积累，诱导p-Si中的自旋注入和自旋电流的产生。通过蒸发到p-Si上的Pd的逆自旋霍尔效应，纯自旋电流被转换成电荷电流。这种方法演示了室温下p型硅中纯自旋电流的产生和输运。
2013-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Pure Spin-Current Generated by Spin Pumping in Interface Localized States in Hybrid Metal-Silicon-Metal Vertical Structures
由于在铁磁金属上难以生长高质量的半导体材料，硅中自旋扩散输运的研究仅限于横向几何器件。本论文采用超高真空圆片键合技术，成功制备了金属半导体金属CoFeB/MgO/Si/Pt垂直结构。本文证明了室温下n型Si中大于2μm距离的垂直电流几何结构中的纯自旋电流注入和输运。在这些实验中，通过铁磁共振自旋泵浦产生纯传播自旋电流，并通过使用在顶部Pt层中发生的逆自旋霍尔效应将其转换成可测量的电压。通过改变Si和MgO厚度的系统研究揭示了MgO/Si界面处的局域态对自旋电流产生的重要作用。邻近效应涉及铁磁体和MgO/Si界面态之间的间接交换相互作用似乎是在自旋泵作用下在Si中建立必要的平衡自旋布居的先决条件。
2019-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of Pure Spin Currents in Spin Pumping Y3Fe5O12/Cu/metal Trilayers through Spin Conductance Matching
异质结中的自旋输运效率取决于每个组分及其界面的自旋电导。本文报道了Y_3Fe_5O_（12）/Cu/Pt和Y_3Fe_5O_（12）/Cu/W三层膜中自旋抽运的比较研究。令人惊讶的是，在Y3Fe5O12和W之间插入Cu中间层基本上改善了（超过4倍）注入到W中的自旋电流，而在Y3Fe5O12和Pt之间的类似插入降低了自旋电流。这是由于Y3Fe5O12/Cu的自旋混合电导相对于Y3Fe5O12/W的自旋混合电导有很大改善。这一结果意味着工程异质结构与匹配的自旋电导，使最佳的自旋传输效率的可能性。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Universal Method for Separating Spin Pumping from Spin Rectification Voltage of Ferromagnetic Resonance
本文提出了一种普遍解决双层自旋电子学器件中分离自旋抽运（SP）和自旋整流（SR）信号的方法。这种方法是基于SP和SR的特征区别，揭示了它们不同的角度和场对称性。它通常适用于分析由铁磁共振（FMR）感应的双层电荷电压，与FMR线形无关。因此，它解决了突出的问题，器件特定的微波性能限制了通用的定量的自旋霍尔角在双层器件通过铁磁共振实验。此外，它为直接测量自旋泵产生的自旋流的非线性演化铺平了道路。因此，Py/Pt双层中的自旋霍尔角直接测量为0.021 $\pm$ 0.015，直到约20 $^{\circ}$的大旋进锥角。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin transport parameters in metallic multilayers determined by ferromagnetic resonance measurements of spin pumping
我们测量了自旋输运在非铁磁（NM）金属多层膜的贡献阻尼由于自旋泵从铁磁Co 90 Fe 10薄膜。多层堆叠由具有不同NM材料和厚度的NM 1/NM 2/Co 90 Fe 10（2 nm）/NM 2/NM 3组成。使用传统的理论一维扩散自旋输运的金属，我们表明，由于自旋泵的有效阻尼可以强烈影响的自旋输运性质的每个NM在多层，这允许使用阻尼测量，以准确地确定自旋输运性质的各种NM层在完整的五层堆叠。我们发现，由于其高电阻率，非晶Ta是一个差的自旋导体，尽管短的自旋扩散长度为1.0 nm，和Pt是一个优秀的自旋导体凭借其低电阻率和自旋扩散长度仅为0.5 nm。自旋霍尔效应测量可能低估了自旋霍尔角在铂假设一个更长的自旋扩散长度。
2013-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phenomenology of orbital torque, pumping and mixing conductance in metallic bilayers
本研究针对磁性双层膜中的轨道力矩与轨道泵浦现象，提出唯象模型解释铁磁体及界面的自旋-轨道转换，揭示轨道力矩的来源平衡机制，引入两类混合电导分别调控轨道力矩与泵浦效应。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Pumping in Ferrimagnetic Insulators
本研究在掺铋钇铁石榴石（BiYIG）中探测到纯轨道电流，通过多材料纳米器件对比明确了轨道泵浦起源与占比，证实界面透明度提升可同时增强自旋与轨道电流的泵浦效率。
2025-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Paramagnetic spin pumping
我们已经证明了自旋泵从绝缘体La 2NiMnO 6的顺磁状态到Pt膜。用脉冲激光沉积法生长了La 2NiMnO 6单晶薄膜，在TC ~ 270 K时薄膜呈现铁磁有序结构。不仅在La_2NiMnO_6的铁磁相中，而且在TC以上的宽温度范围内，在Pt层中观察到由自旋电流注入引起的反自旋霍尔电压。顺磁相的有效自旋抽运归因于铁磁关联，而不是铁磁有序。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chern pump: a bridge between integer quantum Hall effect and quantum spin Hall effect
我们提出一种称为陈氏泵的电子泵机制来解释陈氏绝缘体中的整数量子霍尔效应。利用混合Wannier表象中的平行输运规范，我们建立了Chern绝缘体中的体态和边态对应。同样的对应关系也可以在二维（2D）拓扑绝缘体（TI）中建立。因此，我们可以将2D TI视为两个时间反演（TR）相关CI的组合。量子自旋霍尔效应（QSHE）可以看作是两个与TR相关的陈泵将电子抽向相反方向。与Z2自旋泵相比，双Chern泵对QSHE的解释本质上是二维的，预示着QSHE可以在孤立器件中被探测到，从而使QSHE可以直接测量。
2012-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of spin mixing conductance in spin pumping: enhancement of spin pumping efficiency in Ta/Cu/Py structures
通过对不同Ta厚度的Ta/Py器件的自旋抽运测量，确定了Ta的自旋霍尔角为0.021 - 0.033，自旋扩散长度为8 nm。我们还研究了通过添加Cu中间层来改变非磁性/铁磁性界面的性质的效果。实验结果表明，Cu中间层的存在使Ta/Cu/Py器件的有效自旋混合电导增大，而Pt/Cu/Py器件的有效自旋混合电导减小.我们的研究结果允许通过在非磁体/铁磁体界面处添加薄夹层来调节自旋泵浦效率。
2013-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin pumping driven by magnon-polaritons in a ferromagnet-coplanar superconducting resonator hybrid system
该研究在1.4 K的铁磁体–共面超导谐振器杂化系统中，利用逆自旋霍尔效应电学探测磁振子–光子强耦合驱动的自旋泵浦，并揭示耦合强度随微波功率增强而降低及超导谐振器的阈值非线性。
2025-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin transport parameters of NbN thin films characterised by spin pumping experiments
我们测量了NbN/Y3 Fe_5 O_（12）（YIG）双层膜中的铁磁共振驱动的自旋抽运和逆自旋霍尔效应。由于NbN自旋阱的存在，观察到薄膜YIG的（有效）吉尔伯特阻尼常数的明显增强。通过改变NbN的厚度和自旋扩散理论，我们估计了NbN的自旋扩散长度和自旋霍尔角的室温值分别为14 nm和-1.1 × 10 ~（-2）。此外，我们已经确定的NbN/YIG界面的自旋混合电导为10 nm-2。这些自旋输运参数的实验量化是一个重要的一步，涉及NbN薄膜超导自旋电子器件的发展。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of nanostructure layout on spin pumping phenomena in antiferromagnet/ nonmagnetic metal/ ferromagnet multilayered stacks
在这项工作中，我们专注于磁弛豫Mn $_{80}$ Ir $_{20}$（12 nm）/ Cu（6 nm）/ Py（$d_\mathrm{F}$）反铁磁/Cu/铁磁（AFM/Cu/FM）多层膜的铁磁坡莫合金层的厚度不同。一个有效的FM-AFM的相互作用介导的导电电子在Cu-Cu间隔-自旋泵效应-被检测为铁磁共振（FMR）谱的线宽的增加和共振磁场的移位。我们进一步发现，实验上的自旋泵浦诱导的线宽的贡献是成反比的Py层的厚度。我们表明，这种厚度依赖性可能源于原子力显微镜层中的自由和局部自旋的耗散动力学。所得结果可用于定制的自旋电子器件的耗散特性，包括反铁磁层。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Pumping of an Easy-Plane Antiferromagnet Enhanced by Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
近年来，反铁磁体因其在发展下一代超快磁存储方面的巨大潜力而重新受到人们的关注。本文报道了利用Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用在倾斜易平面反铁磁体α-Fe_2 O_3中实现的声共振模式的直流自旋抽运。系统的角度和频率相关测量表明，在α-Fe 2 O3/金属异质结构中观察到的自旋抽运信号来自于共振诱导的自旋注入和反自旋霍尔效应，模拟了传统铁磁/非磁系统中的自旋抽运行为.当自旋检测器从铂切换到具有自旋霍尔角的相反符号的钨时，自旋泵浦信号的极性反转进一步证实了纯自旋电流的性质。我们的研究结果突出了倾斜易平面反铁磁体中低频声学共振模式为开发下一代功能性自旋电子器件提供的潜在机会。
2021-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inverse Spin Hall Effect in NiFe / Normal Metal Bilayers
铁磁体中的自旋抽运提供了纯自旋流的来源。通过逆自旋霍尔效应，自旋电流被转换成充电电流和相应的可检测的DC电压。注入的自旋电流与产生的电荷电流的比率由自旋霍尔角给出。然而，实验的数量或多或少等于自旋霍尔角不同值的数量，即使对于研究最多的正常金属铂也是如此。该出版物提供了一个完整的研究反自旋霍尔效应和各向异性磁阻不同的NiFe（Py）/正常金属双层使用共面波导结构。角度和频率相关的测量强烈地表明，自旋泵浦和逆自旋霍尔效应可以用来量化自旋霍尔角，只有当某些条件得到满足。排除作为寄生电压产生效应的各向异性磁阻，Py/Pt和Py/Au中的反自旋霍尔效应的测量分别产生0.09和0.008的自旋霍尔角。此外，在铁磁共振Py/Pt的直流电压作为温度的函数进行了研究，并将结果与理论模型进行了比较。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast optical observation of spin-pumping induced dynamic exchange coupling in ferromagnetic semiconductor/metal bilayer
磁性双层膜中的自旋角动量转移为下一代自旋电子器件的超快和低损耗操作提供了可能性。本文报道了用时间分辨磁光克尔效应（TRMOKE）测量Co $_2$ FeAl/（Ga，Mn）As样品的磁化强度随磁场和温度的变化。有效的吉尔伯特阻尼和相移的分析表明，由于共振时的增强自旋泵浦，两个铁磁（FM）层之间的增强动态交换耦合的明显特征。的动态交换耦合的温度依赖性揭示了主要贡献的铁磁性（Ga，Mn）As。
2022-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
