Spin-Hall and Anisotropic Magnetoresistance in Ferrimagnetic Co-Gd / Pt layers
研究了铁磁Co 100-xGdx / Pt双层膜的自旋霍尔磁电阻（SMR）和各向异性磁电阻（AMR）随Co-Gd组分的变化关系.随着Gd浓度x的增加，其磁矩在净磁化强度中与Co磁矩的竞争越来越大。我们发现在x = 24时存在一个近补偿的亚铁磁态。AMR随着x的增加从正到负改变符号，在磁化补偿附近消失。另一方面，即使AMR消失，SMR也不会显著变化。这些实验结果表明，非常不同的散射机制负责AMR和SMR。我们讨论了合金成分依赖性的可能起源。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface spin polarization of the Heusler compound Co2MnSi probed by unidirectional spin Hall magnetoresistance
许多Heusler化合物被预测为铁磁半金属，这使它们成为自旋电子学的有前途的化合物。然而，对于器件，在特定界面处的输运自旋极化需要优化。我们发现，单向磁阻的调查提供了一种替代方法来访问这个数量。基于惠斯通电桥设计，我们研究了Co2 MnSi/（Ag，Cu，or Cr）（0.5nm）/Pt（或Ta）多层膜的单向磁电阻，并将自旋相关的单向自旋霍尔磁电阻与其他贡献分离开来.我们表明，通过插入一个薄的外延Ag层的自旋相关的贡献增加了一倍，对应于一个显着增加的运输自旋极化，这是讨论的高度自旋极化的界面态的框架。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative magnetoresistance and sign change of the planar Hall effect due to the negative off-diagonal effective-mass in Weyl semimetals
基于半经典Boltzmann理论，对Weyl半金属的磁电阻效应和平面霍尔效应进行了理论研究，重点研究了能带色散的精细结构。我们发现，负纵向MR和符号变化的PHE发生，因为负的非对角有效质量没有拓扑效应或手征异常物理。我们的研究结果突出了非对角有效质量的关键作用，它可以导致异常的电流磁效应。我们建议PHE在其温度依赖性中产生下降，这使得能够实验检测外尔点。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Angular dependence of magnetoresistance and planar Hall effect in semimetals in strong magnetic fields
半经典输运理论对于研究电磁效应特别有效。一般来说，半经典理论只适用于弱场，因为它没有考虑朗道量子化。在这里，我们通过考虑半金属中载流子密度的场依赖性的朗道量子化，扩展了传统的半经典理论。扩展的半经典理论甚至在朗道量子化明显的强场中也是适用的。使用这种新的方法，我们解释了定性的变化的角度依赖性的横向磁阻（TMR），各向异性磁阻（AMR），平面霍尔效应（PHE）在铋与磁场的增加。这揭示了最近在半金属铋中观察到的TMR、AMR和PHE的非平凡场致变化的难题。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative Measurements of Inverse Spin Hall and Magnetoresistance in YIG|Pt and YIG|Ta
本文报道了YIG的自旋霍尔效应和磁电阻效应的比较研究|Pt和YIG|双层的。这些组合的测量允许估计的特性传输参数的Pt和Ta层并列YIG：自旋混合电导$G_{\uparrow \downarrow}$在YIG $|$正常金属界面，自旋霍尔角$Θ_{SH}$，和自旋扩散长度$λ_{sd}$在正常金属。在Pt和Ta中由在共振激发的YIG泵浦的纯自旋电流产生的反向自旋霍尔电压证实了这两种材料中自旋霍尔角的相反符号。此外，从反向自旋霍尔电压对Ta厚度的依赖性，我们提取了Ta中的自旋扩散长度，发现为$λ_{sd}^\text{Ta}=1.8\pm0.7$ nm。YIG| Pt和YIG| Ta系统在磁场取向上显示出类似的电阻变化，这可以在最近发展的自旋霍尔磁阻框架中得到解释。
2013-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-current-related magnetoresistance in epitaxial Pt/Co bilayers in the presence of spin Hall effect and Rashba-Edelstein effect
我们分析了实验获得的自旋电流相关的磁电阻在外延Pt/Co双层膜通过使用漂移扩散模型，结合体自旋霍尔效应和界面Rashba-Edelstein效应（REE）。的磁阻分析产生，为Pt/Co接口，一个温度无关的Rashba参数的顺序为1 e-11 eV m，同意与理论计算，随着一个有效的界面REE厚度为几埃，这是在整体上与我们以前的自旋轨道扭矩分析一致。特别是，我们的研究结果表明，体和界面电荷自旋电流相互转换需要考虑的自旋电流相关的磁阻分析在高导电磁性异质结构，如外延Pt/Co双层。
2021-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nature of magnetotransport in metal/insulating-ferromagnet heterostructures: Spin Hall magnetoresistance or magnetic proximity effect
研究了反铁磁γ -IrMn_3/Y_3Fe_5 O_（12）（YIG）和Pt/YIG异质结的反常类霍尔效应（AHLE）和有效各向异性磁电阻（EAMR）。对于γ -IrMn 3/YIG，由于自旋霍尔磁阻（SMR）和界面反铁磁未补偿磁矩引起的磁邻近效应（MPE）之间的竞争，EAMR和AHLE电阻率随温度的变化而改变符号。与此相反，对于Pt/YIG的AHLE电阻率随温度变化的符号，而没有观察到的EAMR的符号变化。这是因为MPE和SMR分别在AHLE和EAMR中起主导作用。AHLE和EAMR作为一种新型的电磁性质，在解决金属/绝缘铁磁体异质结构中的MPE和SMR问题上发挥了重要作用。
2015-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional spin Hall magnetoresistance and spin-orbit torques in HM$_1$/Co/HM$_2$ trilayer systems
我们提出了一个详细的分析谐波纵向和霍尔电压测量的面内磁化Pt/Co/Ta和Ta/Co/Pt三层参考Pt/Co和Ta/Co双层膜。通过引入与自旋霍尔角符号相反的第二重金属，实现了自旋-轨道力矩（SOTs）和单向自旋霍尔磁阻（USMR）的增强。提取的SOT效率是较大的三层相比，双层，确认增强值报告的三层垂直磁化Co。最大有效自旋霍尔角为Pt/Co/Ta三层达到$θ_{SH}$ = 20%。对于Pt/Co/Ta三层，在10 $^{7}$ A/cm $^2$的充电电流密度下，三层的USMR产生比相应双层高27%的效果，其中最大有效USMR幅度为-0.32 $\times$ 10 $^{-5}$。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous spin Hall magnetoresistance in Pt/Co bilayers
我们研究了Pt/Co双层膜的自旋霍尔磁电阻（SMR），即横向于电流的平面内的磁电阻。我们发现，SMR随Co厚度的增加而增加：当使用传统的漂移扩散模型时，厚Co双层的有效自旋霍尔角超过Pt的报道值。包括Co层内自旋输运的扩展模型无法解释大的SMR。为了确定其来源，研究了其他来源的贡献。对于大多数双层膜，SMR随温度降低和磁场增加而增加，这表明Co层中的磁振子相关效应起的作用很小。如果没有Pt层，我们没有观察到大的SMR的Pt/Co双层厚Co。实施所谓的界面磁阻和纹理诱导的各向异性散射的效果不能占Co厚度相关的SMR。由于W/Co存在较大的SMR，但其幅度在W/CoFeB中减小，因此我们推断其起源与Co的特定性质有关。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance generated from charge-spin conversion by anomalous Hall effect in metallic ferromagnetic/nonmagnetic bilayers
提出了金属铁磁/非磁双层膜中由异常霍尔效应引起的电荷-自旋转换产生的磁电阻效应的理论公式。通过求解自旋扩散方程，得到了非磁性和铁磁性的纵向和横向磁率的解析表达式。由铁磁体中的反常霍尔效应引起的电荷-自旋转换所产生的磁阻与铁磁体中自旋极化的平方成正比，并且具有固定的符号。我们还发现额外的磁阻在非磁性和铁磁性所产生的自旋霍尔和反常霍尔效应的混合。这种混合电阻的符号取决于非磁体中的自旋霍尔角和铁磁体的自旋极化。
2016-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Interface tuned Enhanced and Low Temperature Quenching of Orbital Hall Currents Induce Torque and magnetoresistance in Light Metal/Nickel Bilayers
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究学院加尔各答分校）
该研究探究轻金属/铁磁体双层膜中轨道霍尔效应诱导的电流效应，通过测量Ni/Ti薄膜的二次谐波电压提取OHT效率与UOMR，发现Cu中间层及Ti厚度增加可增强两者，低温会淬灭，揭示体轨道霍尔效应为共同机制。
2025-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance of double layer hybrid system in tilted magnetic field
研究了倾斜磁场作用下石墨烯层的磁电阻和霍尔系数。我们认为石墨烯层是由另一个石墨烯层或二维电子气（2DEG）组装而成的，并且层间电子-电子相互作用在随机相位近似中建模。我们计算的磁阻显示不同的层间屏蔽效应之间的去耦石墨烯-石墨烯和石墨烯-2DEG系统。我们还分析了介电材料以及层间距离对磁阻的依赖性。霍尔系数的角度依赖性进行了研究，我们发现，一个相当大的霍尔电阻率发生在石墨烯层。
2014-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synchronization of spin torque oscillators through spin Hall magnetoresistance
自旋力矩振荡器放置在一个重金属上，由于自旋霍尔磁阻效应的耦合，显示出同步的自振荡。在这里，我们研究了一个系统有两个自旋力矩振荡器的自旋霍尔转矩的影响下，并表明，切换外部电流的方向，使我们能够控制相位差的同步同相和反相之间。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.AO
Spin transfer torques generated by the anomalous Hall effect and anisotropic magnetoresistance
铁磁体中的自旋-轨道耦合引起反常霍尔效应和各向异性磁阻，这两者都可以用于以与自旋霍尔效应类似的方式产生自旋转移转矩。在本文中，我们将展示如何利用这些效应来可靠地切换垂直磁化层和移动畴壁。反常霍尔效应和各向异性磁阻的漂移扩散处理描述了在垂直于电场的方向上流动的自旋电流。在具有由间隔层分开的两个铁磁层的系统中，面内电场导致自旋电流从一个层注入到另一个层中，从而产生自旋转移转矩。与非磁性材料中的相关自旋霍尔效应不同，异常霍尔效应和各向异性磁阻允许通过改变注入层中的磁化方向来控制注入自旋的取向，并因此控制转矩。在一个层上的扭矩示出丰富的角度依赖性作为在另一层中的磁化的取向的函数。通过改变固定层中的磁化方向而提供的转矩的控制使得可以可靠地切换垂直磁化的自由层。我们计算的临界电流密度为代表的CoFe/Cu/FePt结构表明，开关可以是有效的适当的材料选择。类似地，磁化方向的控制可以驱动畴壁运动，如NiFe/Cu/NiFe结构所示。
2014-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Eddy Current Testing of Metal Cracks Using Spin Hall Magnetoresistance Sensor and Machine Learning
最近，我们已经开发出一种自旋霍尔磁阻（SMR）传感器，工作在交流偏置和感测电流。在这里，我们从理论上和实验上证明，SMR传感器是唯一适合涡流检测应用，因为线圈和传感器都利用交流电流作为激励源。SMR传感器的使用有效地消除了用于检测涡流的任何解调或锁定技术的必要性，这极大地简化了检测系统。此外，我们表明，主成分分析和决策树模型的组合是有效的分类金属裂纹。SMR传感器获得的相对干净的信号大大方便了后续的信号分析，并确保了不同类型裂纹特征分类的高精度。
2020-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin mediated enhanced negative magnetoresistance in Ni80Fe20 and p-silicon bilayer
在这项工作中，我们提出了一个实验研究自旋介导的增强负磁电阻在Ni_（80）Fe_（20）（50 nm）/p-Si（350 nm）双层。电阻测量显示，对于3 T的面外施加的磁场，双层样品的电阻降低约2.5%，而氧化物样品上的Ni 80 Fe 20（50 nm）的电阻降低1.3%。在Ni_（80）Fe_（20）薄膜中，负磁电阻效应归因于各向异性磁电阻效应。我们认为自旋霍尔效应引起的自旋极化是双层膜中观察到的负磁电阻增强的根本原因。硅具有弱的自旋轨道耦合，因此自旋霍尔磁阻测量是不可行的。我们用V2ω和V3ω作为磁场和磁场在垂直于电流方向上的角旋转的函数来解释自旋霍尔效应。磁场的角旋转对V2ω和V3ω都表现出正弦行为，这归因于自旋-霍尔效应介导的自旋极化引起的自旋-声子相互作用。我们认为自旋极化导致空穴-声子散射的减少，从而导致负磁电阻的增强。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of transition-metal spacers on the spin-orbit torques, spin Hall magnetoresistance, and magnetic anisotropy of Pt/Co bilayers
我们研究了在Pt/Co界面处插入0.5 nm厚的间隔层（Ti，V，Cr，Mo，W）对自旋轨道力矩、霍尔效应、磁电阻、饱和磁化强度和磁各向异性的影响。我们发现，阻尼样的自旋轨道扭矩大幅减少，为所有样品与间隔层相比，参考Pt/Co双层，一致的原子自旋轨道耦合常数的间隔元件相对于Pt的相反符号。对于等电子的3d、4d和5d元素，除了V具有比Cr更强的影响之外，阻尼类扭矩的减小与原子序数单调。类场自旋轨道扭矩几乎消失的所有间隔层，无论其组成，这表明该扭矩主要起源于Pt/Co界面。异常霍尔效应、磁阻和饱和磁化强度也都显著降低，而薄层电阻在存在间隔层的情况下增加。最后，我们证明了自旋轨道力矩的幅度，自旋霍尔类磁阻，和垂直磁各向异性之间的相关性。这些结果突出了重金属/铁磁系统的磁输运性质的显着影响的重金属/铁磁间隔层。
2020-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall magnetoresistance in metallic bilayers
研究了由重金属（HM）层和铁磁金属（FM）层组成的双层金属膜中的自旋霍尔磁电阻（SMR）。我们发现近十倍的增加SMR在W/CoFeB相比，以前研究的HM/铁磁绝缘体（FI）系统。SMR随温度的降低而增加，尽管W层电阻率随温度的变化可以忽略不计。一个模型来解释的纵向自旋电流的FM层，金属铁磁体的关键特性之一的吸收。我们发现，该模型不仅定量地描述了HM层的厚度依赖性的SMR，允许准确估计的自旋霍尔角和HM层的自旋扩散长度，但也可以占SMR的温度依赖性通过假设一个温度依赖的FM层的自旋极化。这些结果说明了独特的作用，金属铁磁层在定义跨HM/FM界面的自旋传输。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large spin Hall magnetoresistance and its correlation to the spin-orbit torque in W/CoFeB/MgO structures
重金属/铁磁体/氧化物结构中的自旋-轨道相互作用由于可以利用面内电流控制磁化方向而得到广泛的研究。这意味着存在一个相反的效果，在这种结构中的导电性应该取决于磁化方向。在这项工作中，我们报告了一个系统的研究的W/CoFeB/MgO结构的磁阻（MR）和它的相关性的电流感应转矩的磁化。我们观察到MR与磁化强度和电流方向之间的夹角无关，而是由自旋霍尔效应积累的磁化强度相对于自旋方向的相对取向决定的，这与所谓的自旋霍尔磁电阻具有相同的对称性。在W/CoFeB/MgO样品中的~1%的MR显著大于Ta/CoFeB/MgO或Pt/Co/AlOx的其它结构中的MR，这表明W的更大的自旋霍尔角。此外，MR和电流诱导磁化转换效率的类似W厚度依赖性表明它们共享相同的基础物理，这允许人们在非磁体/铁磁体结构中利用MR，以便理解密切相关的其他自旋-轨道耦合效应，例如逆自旋霍尔效应、自旋-轨道自旋转移力矩等。
2015-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of anisotropic magnetoresistance by anomalous Hall signal and its application to real-time domain wall velocity measurement
本文提出了一种利用反常霍尔信号调制各向异性磁电阻（AMR），从而测量近场畴壁运动速度的方法。我们研究了纵向（Rxx）霍尔几何中恒定磁场下的磁化弛豫。我们观察到不对称的Rxx峰出现在DW钉扎领域。这种不寻常的磁阻行为解释考虑AMR调制的异常霍尔电压。在所提出的方法中，使用磁化弛豫，DW速度的实时测量是比较容易的其他显微镜方法。此外，来自异常霍尔电压的附加信号使得该技术对于DW速度测量更简单和灵敏，这可以用于各种自旋电子传感应用。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-local magnetoresistance in YIG/Pt nanostructures
我们研究了沉积在钇铁石榴石上的薄铂带的局域和非局域磁电阻。当地的磁阻响应，推断出的电压降沿一个给定的Pt条电流偏置时，显示的自旋霍尔磁阻的特征磁化取向依赖。我们同时也记录沿第二，电隔离，Pt条，从携带一个由几个100 nm的间隙的电流分离的非本地电压出现。相应的非局域磁电阻表现出预期的磁振子自旋累积驱动过程的对称性，证实了Cornelissen等人最近提出的结果。[1]。我们的磁输运数据，采取在一系列不同的温度作为磁场方向的函数，旋转的外部施加的字段在三个相互正交的平面，表明背后的自旋霍尔和非本地磁阻的机制是质的不同。特别是，非本地磁阻消失在液氦温度，而自旋霍尔磁阻占上风。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall magnetoresistance in antiferromagnet/normal metal bilayers
我们预测出现自旋霍尔磁电阻的磁性双层组成的正常金属相邻的反铁磁体。基于最近导出的漂移扩散方程，我们表明双层的电阻取决于与电流的横向方向和Néel序参量之间的相对角度。虽然这种效应与最近报道的铁磁双层膜中的自旋霍尔磁电阻具有惊人的相似性，但在本例中，其物理起源归因于反铁磁体中巡回自旋的各向异性自旋弛豫。
2016-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect induced spin Hall magnetoresistance in an antiferromagnetic Cr2O3/Ta bilayer
在Cr2 O3/Ta结构中观察到自旋霍尔磁电阻（SMR）和反常霍尔效应（AHE）。研究了Cr_2 O_3/Ta双层膜的结构和表面形貌。纵向和横向电阻测量的温度依赖性证实了Cr2 O3/Ta结构中SMR和AHE信号之间的关系。通过温度相关的磁电阻测量，揭示了Cr_2O_3/Ta结构中SMR的物理起源，并证实了AHE产生的自旋电流对SMR的贡献。Cr_2O_3/Ta双层膜中SMR和AHE的关系可能是由Cr_2O_3膜中的体反铁磁有序引起的边界磁化引起的。
2018-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Magnetoresistance and Nontrivial Spin Hall Magnetoresistance in Pt/$α$-Fe$_2$O$_3$ Bilayers
迄今为止，磁邻近效应（MPE）只在铁磁体（FM）为基础的系统中被最终观察到。本文报道了在10 K下，在反铁磁（AF）$α$ O $_3$（0001）外延膜上Pt的角相关磁电阻（ADMR）测量中观察到的反常霍尔效应和各向异性磁电阻，为MPE提供了证据.与所有其他FM和AF系统相比，$α$ -Fe $_2$ O $_3$的Néel顺序和Pt中的诱导磁化强度显示出独特的ADMR。建立了一个宏观自旋响应模型，该模型可以解释Pt/ $α$ O $_3$双层膜中的AF自旋组态和所有主要的ADMR特征.
2022-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial contributions to spin-orbit torque and magnetoresistance in ferromagnet/heavy-metal bilayers
采用第一性原理非平衡格林函数方法结合Anderson无序模型研究了铁磁/重金属双层膜中自旋轨道矩和磁电阻的厚度依赖性.正交矢量球谐函数中的系统展开用于扭矩的角度依赖性。在Co/Pt和Co/Au双层膜的阻尼扭矩可以被描述为自旋霍尔贡献的总和，这与自旋扩散模型的协议，并与界面的贡献相当的厚度增加。在垂直于Co/Pt双层膜中的电流的平面中的磁导是每个界面原子的电导量子的顺序，超过自旋霍尔模型的预测超过一个数量级。这表明，“自旋霍尔磁阻”，类似于阻尼类扭矩，有一个大的界面贡献无关的自旋霍尔效应。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall magnetoresistance in a ferromagnet
在时间反演对称性破缺的导电铁磁体中观察到的反常霍尔效应，为铁磁体中电子的自旋和轨道自由度耦合提供了可能性。除了电荷之外，反常的霍尔效应还导致在垂直于电流和磁化方向的表面处的自旋累积。在这里，我们的实验表明，自旋积累，随后的自旋回流，和自旋电荷转换可以引起一个不同类型的自旋电流相关的磁阻，这里称为异常霍尔磁阻，它具有相同的角度依赖最近发现的自旋霍尔磁阻。在共溅射的（Fe_（1-x）Mn_x）_（0.6）Pt_（0.4）、Fe_（1-x）Mn_x和Pt多层膜、Fe_（1-x）Mn_x（x = 0.17 ~ 0.65）和Fe四种样品中观察到了反常的霍尔磁电阻效应，并用漂移扩散模型进行了分析。我们的结果提供了一个替代路线，研究铁磁体中的电荷自旋转换，并利用它为潜在的自旋电子学应用。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Current direction anisotropy of the spin Hall magnetoresistance in nickel ferrite thin films with bulk-like magnetic properties
利用自旋霍尔磁电阻（SMR）测量方法，对镍铁氧体（NiFe 2 O 4，NFO）/普通金属（NM）薄膜异质结构的纯自旋电流输运和磁特性进行了实验研究。我们采用脉冲激光沉积法在晶格匹配的镓酸镁衬底上生长了（001）取向的NFO薄膜，显著提高了亚铁磁绝缘体的磁性和结构性能。在我们的实验中，NM是Pt或Ta。在[100]-和[110]-方向的NFO中施加的充电电流所获得的SMR幅度的比较在室温下对于Pt产生50%的变化。我们还研究了这种电流方向各向异性的温度依赖性，并发现它是定性不同的电导率和SMR幅度。从我们的结果，我们得出结论，所观察到的电流方向各向异性可能源于自旋混合电导或自旋霍尔效应在这些Pt和Ta层的各向异性，和/或额外的自旋电流的贡献从NFO/NM接口。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large spin Hall magnetoresistance in antiferromagnetic α-Fe2O3/Pt heterostructures
研究了室温下反铁磁、绝缘、（0001）取向α-Fe_2O_3（赤铁矿）和Pt的薄膜异质结构的自旋霍尔磁电阻（SMR）。我们测量它们的纵向和横向磁化率，同时在三个正交平面上旋转高达17 T的外加磁场。对于平面外的磁输运测量，我们发现一个多畴反铁磁配置的迹象时，该领域是沿着正常的膜对齐。对于面内场旋转，我们清楚地观察到由于Neel矢量的相干旋转导致的SMR的正弦电阻率振荡特性。令人惊讶的是，0.25%的最大SMR幅度是原型亚铁磁性Y3Fe5O12/Pt异质结构的两倍。SMR效应在比可比较的反铁磁体小得多的磁场下饱和，使得α-Fe2O3/Pt系统对于室温反铁磁自旋电子学应用特别感兴趣。
2020-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of spin Hall magnetoresistance (SMR) and related phenomena
本文从理论的角度综述了最近发现的自旋霍尔磁电阻效应及其相关效应。在磁性绝缘体和金属的双层膜中观察到了SMR，其中由于自旋霍尔效应，在正常金属中产生了自旋电流。相关的角动量转移到铁磁层，从而电阻由所施加的电流和磁化方向之间的角度调制。SMR提供了一个方便的工具，非侵入性地测量磁化方向和自旋转移扭矩的绝缘体。我们介绍了计算SMR的最小理论工具，即自旋扩散理论和量子力学边界条件。这导致可以拟合实验的一小组参数。我们讨论了该理论的局限性，以及替代机制，如铁磁邻近效应和Rashba自旋轨道力矩，并指出新的发展有关的SMR。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Common topological origin of longitudinal and transverse magnetoresistance in Fe3GeTe2
本研究揭示Fe3GeTe2中平面霍尔信号的拓扑尖点异常与正纵向磁阻在居里点以下共存且相关，磁场偏离ab平面时相关性指数衰减，导致极角依赖异常尖锐，表明二者具有共同拓扑起源。
2025-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pure spin-Hall magnetoresistance in Rh/Y3Fe5O12 hybrid
研究了在Y-$_3$-Fe-$_5$-O $_{12}$（YIG）铁磁绝缘膜上溅射Rh和Pt薄膜的各向异性磁电阻（AMR）和反常霍尔电阻（AHR）。对于Pt/YIG混合物，在5-300 K的温度范围内观察到大的自旋霍尔磁电阻（SMR）以及相当大的常规各向异性磁电阻（CAMR）和AHR的非平凡温度依赖性。与此相反，Rh/YIG杂种的SMR降低，CAMR和AHR可忽略不计。由于CAMR和AHR是所有铁磁金属的特征，我们的研究结果表明，由于磁邻近效应（MPE），Pt可能被YIG磁化，而Rh仍然没有MPE。因此，Rh/YIG混合物可能是一个理想的模型系统，探索与纯自旋电流相关的物理和器件。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain Dependent Spin Hall Magnetoresistance in the Multiferroic Antiferromagnet BiFeO$_3$
本研究探究了不同衬底上外延BiFeO$_3$薄膜的应变相关自旋霍尔磁电阻，发现两类样品SMR温度依赖特性不同，结合DFT揭示其源于磁场与氧八面体旋转、自旋自由度的耦合差异。
2023-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer torque in ferromagnetic bilayers generated by anomalous Hall effect and anisotropic magnetoresistance
本文提出了一个从纵向磁阻测量确定铁磁双层膜中自旋-轨道相互作用激发的自旋转移矩效率的实验方案。在适当的边界条件下求解扩散自旋输运理论，给出了纵向电荷电流密度的解析公式。纵向充电电流具有与自旋转移力矩效率的平方成比例的项，并且还取决于膜厚度与铁磁体的自旋扩散长度的比率。从作为厚度的函数的纵向电阻率的测量中提取该贡献可以给出自旋转移扭矩效率。
2016-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and Hall Effect in the Ferromagnetic Semiconductor GaMnAs
本文研究了0.015 ≤ x ≤ 0.08的Ga_（1-x）Mn_xAs薄膜的反常霍尔效应的电阻率、温度和磁场特性。观察到反常霍尔电阻与电阻率的二次关系，其大小与稀磁半导体反常霍尔效应的Berry相位理论一致。
2002-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Two-Carrier Transport Induced Hall Anomaly and Large Tunable Magnetoresistance in Dirac Semimetal Cd3As2 Nanoplates
Cd_3As_2是狄拉克半金属的模型材料，在动量空间的三个方向上都具有线性色散关系。Cd_3As_2独特的能带结构使其同时具有Dirac性质和拓扑性质。它可以通过对称破缺被驱动到Weyl半金属或通过增强自旋轨道耦合被驱动到拓扑绝缘体。在这里，我们报告的温度和栅极电压依赖的磁输运性质的Cd 3As 2纳米板的费米能级附近的狄拉克点。霍尔异常表明，随着温度的降低，伴随着从n型到p型导电的转变的双载流子输运。载流子型转变的解释考虑温度依赖的自旋轨道耦合。磁电阻在高温下表现出很大的非饱和值，可达2000%，这归因于系统中的电子-空穴补偿。我们的研究结果对于理解与Dirac/Weyl半金属，如Na 3Bi，ZrTe 5，TaAs，NbAs和HfTe 5中的双载流子输运相关的实验观察是有价值的。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Magnetoresistance Produced by Hall Fluctuations in a Ferromagnetic Domain Structure
我们提出了一个模型的负磁阻（MR），将在许多铁磁畴的材料中发展，即使个别域没有磁阻，即使没有边界电阻。负MR是由于霍尔电导率的空间变化引起的经典电流失真效应，结合由于施加的磁场引起的畴结构的变化。如果载流子弛豫时间和由于自发磁化引起的内部磁场的乘积足够大，则负MR可以超过1000%。
2001-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Hall carrier density and magnetoresistance measurements in thin film vanadium dioxide across the metal-insulator transition
在高达12特斯拉的磁场中，对薄膜二氧化钒（VO 2）的金属-绝缘体转变（MIT）进行了温度相关的磁输运测量。霍尔载流子密度在MIT处增加了4个数量级，并且几乎完全解释了电阻变化。霍尔迁移率在MIT上变化很小，并且保持较低，约为0.1cm 2/V sec。发现电子是MIT两侧的主要载流子。测量了半导体相的小正磁阻。
2010-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Angular harmonic Hall voltage and magnetoresistance measurements of Pt/FeCoB and Pt-Ti/FeCoB bilayers for spin Hall conductivity determination
具有显著自旋-轨道耦合的材料能够实现有效的自旋-电荷相互转换，这可以用于新型自旋电子器件。许多元素，主要是重金属（HM）已被确定为产生相当大的自旋电流（$j_\mathrm{s}$），同时提供充电电流（$j$），主要在相邻的铁磁（FM）层中检测到。除了自旋霍尔角$θ_\mathrm{SH}$ = $j_\mathrm{s}$ / $j$之外，自旋霍尔电导率（$σ_\mathrm{SH}$）是重要的参数，其还考虑材料的电阻率。在这项工作中，我们提出了一个测量协议的HM/FM双层，这使得一个精确的$σ_\mathrm{SH}$测定。静态传输测量，包括电阻率和磁化测量伴随着角谐波霍尔电压分析在一个专用的低噪声旋转探针站。动态表征包括有效磁化和磁化阻尼测量，这使得HM/FM界面吸收计算成为可能。我们验证了与FeCoB接触的Pt和Pt-Ti底层中的测量协议，并呈现高达3.3 $\times$ 10 $^5$ S/m的$σ_\mathrm{SH}$，这超过了在其他HM（例如W或Ta）中通常测量的值。
2021-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extraordinary Hall resistance and unconventional magnetoresistance in Pt/LaCoO3 hybrids
研究了在LaCoO $_3$（LCO）铁磁绝缘膜上溅射Pt薄膜的横向霍尔电阻和纵向电阻。LaCoO $_3$薄膜沉积在几种具有（001）取向的单晶衬底[LaAlO $_3$（LAO），（La，Sr）（Al，Ta）O $_3$（LSAT），和SrTiO $_3$（STO）]上。LaCoO $_3$薄膜的物理性能通过磁性和输运性质的测量来表征。$_3$薄膜在40 K ~ 85 K的居里温度范围内发生顺磁到铁磁（FM）的转变，低于此温度时，Pt/LCO杂化材料表现出显著的异常霍尔电阻（EHR），最高可达50 m $Ω$，非常规磁电阻（UCMR）比$Δ$/ $ρ_0$约为$1.2 \times 10^{-4}$，并伴有常规磁电阻（CMR）.所观察到的自旋输运性质共享一些共同的特点，以及一些独特的特性相比，充分研究Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$为基础的Pt薄膜。我们的研究结果呼吁新的理论，因为非凡的霍尔电阻和磁阻不能一致地解释现有的理论。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Paramagnetic spin Hall magnetoresistance
自旋霍尔磁阻（SMR）是指金属膜中的电阻变化，其反映了附着到膜的磁体的磁化方向。这种现象的机制是导电电子自旋和界面磁化之间的自旋交换。SMR已被用于读出写入小磁体中的信息并检测磁化动力学，但它仅限于磁体;磁有序相或磁相变的不稳定性被认为是必不可少的。在这里，我们报告的观察SMR的顺磁绝缘体Gd $_{3}$ Ga $_{5}$ O $_{12}$（GGG）没有自发磁化结合Pt膜。顺磁SMR可以归因于自旋转移力矩作用于GGG中的局域自旋。我们确定的自旋扭矩和自旋翻转散射在Pt/GGG接口的效率，并证明这些数量可以调整与外部磁场。结果阐明了金属/顺磁性绝缘体界面的自旋输运机制，为顺磁性体系中自旋态的自旋电子操控提供了新的视角。
2021-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall magnetoresistance in a low-dimensional magnetic insulator
我们在铁磁绝缘体上沉积的Pt超薄膜中观察到了一种不寻常的自旋霍尔磁电阻（SMR）行为，该薄膜是一种居里温度Tc= 85 K的拉伸应变LaCoO 3（LCO）薄膜。SMR显示出强的磁场依赖性低于Tc，SMR幅度继续增加（线性）与增加的领域远远超过饱和值的铁磁体。SMR幅度随着温度的升高而逐渐减小，甚至在Tc以上仍然可以测量。此外，没有滞后观察到的SMR的场依赖性。这些结果表明，在LCO表面形成了一个新的低维磁性体系，Pt/LCO界面与LCO薄膜的其余部分磁性分离。为了解释这个实验，我们重新推导了SMR修正，并将自旋混合电导与描述界面磁性的微观量联系起来。我们的结果可以作为一种技术来探测磁性绝缘体表面的量子磁性。
2019-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Characterizing Spin-Orbit Torques by Tensorial Spin Hall Magnetoresistance
University of California, Riverside（加州大学河滨分校）
通过张量性自旋霍尔磁电阻表征非SHE材料中的自旋轨道扭矩
2025-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Sign reversal of anomalous Hall conductivity and magnetoresistance in cubic non-collinear antiferromagnet Mn$_3$Pt thin films
Mn $_3$ X非共线反铁磁体家族中Mn原子的二维Kagome自旋晶格结构在Berry曲率物理和相关的非平凡磁输运响应的探索中提供了实质性的兴奋。这些研究中的大部分是在六方晶系中进行的，主要是Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ge，其中kagome平面的法线沿着[001]方向。本文报道了我们在立方Mn $_3$ Pt薄膜中的研究，其kagome面垂直于[111]晶轴。我们的研究揭示了一个空穴导电占主导地位的霍尔响应与非单调的温度依赖性的异常霍尔电导率（AHC），从9 $Ω^{-1}$厘米$^{-1}$在室温下增加到29 $Ω^{-1}$厘米$^{-1}$在100 K，其次是下降和意想不到的符号反转在较低的温度。在磁阻测量中也观察到类似的符号反转。我们把这个符号反转的过渡从贝里曲率为主的AHC在高温下的弱倾斜铁磁AHC响应在较低的温度下，低于70 K，所造成的重新取向的Mn力矩的戈薇平面。我们在Mn $_3$ Pt薄膜中的上述结果使它们与室温反铁磁自旋电子学的集成取得了进展。
2020-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall magnetoresistance in Pt/YIG bilayers via varying magnon excitation
自旋霍尔磁电阻（SMR）和磁振子激发磁电阻（MMR）都是通过自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应在磁性材料中产生的，它们之间总是相互联系的。然而，磁振子激发对SMR的影响往往被忽略，因为MMR可以忽略不计。在这里，我们研究的SMR在Pt/Y3 Fe 5 O 12（YIG）双层膜从5至300 K，其中YIG处理后Ar+离子铣削。经处理器械的SMR小于未经处理器械。根据理论模拟，我们将这一现象归因于磁振子抑制引起的Pt/YIG界面自旋混合电导的降低。我们的实验结果指出，SMR和MMR是相互联系的，前者可以通过磁振子激发调制。我们的发现为分离和阐明潜在机制提供了新的方法。
2020-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance and spin Hall magnetoresistance of Tm3Fe5O12 films
本文针对自旋电子学应用中垂直磁各向异性铁磁绝缘薄膜的需求，通过铁磁共振研究不同厚度TmIG薄膜的磁参数，建立其与厚度的关系，并从异质结构磁电阻测量中获得自旋相关参数，为相关器件设计提供支撑。
2025-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect and negative longitudinal magnetoresistance in half-Heusler topological semimetal candidates TbPtBi and HoPtBi
Half-Heusler化合物由于其拓扑非平凡的电子结构而引起了人们的极大关注，这导致了不寻常的电子输运性质。我们深入研究了两个半Heusler相，TbPtBi和HoPtBi的高品质单晶的磁输运性质，追求拓扑非平凡电子态的特征。这两种化合物的横向磁电阻值都很大，在14 T以下的磁场中没有饱和现象。HoPtBi证明了具有两个主频率的Shubnikov-de Haas效应，表明复杂的费米表面;载流子有效质量的提取值相当小，$0.18\,m_e$和$0.27\,m_e$。所研究的化合物表现出负的纵向磁电阻和反常的霍尔效应，这可能是由一个非零的Berry曲率。这两种化合物都表现出强烈的各向异性磁电阻，在HoPtBi表现出蝴蝶般的行为。
2020-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Unification of Nonlinear Anomalous Hall Effect and Nonreciprocal Magnetoresistance in Metals by the Quantum Geometry
本研究利用半经典形式体系结合微扰修正，从量子几何角度统一了非线性反常霍尔效应与非互易磁阻，并在MnBi2Te4薄膜中证实两者共存，表明非线性输运是探测固体量子几何的灵敏探针。
2023-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Enhancement of spin Hall magnetoresistance effect in CoFe2O4/Pt/CoFe2O4 trilayers
自旋霍尔磁阻（SMR）现象包括自旋电流的基本物理，并且起源于由于自旋霍尔效应而在界面处的自旋积累。虽然双层是表现出SMR的最简单的结构，但这些双层仅在层的一侧利用自旋累积。本文制备了CoFe_2O_4/Pt/CoFe_2O_4三层薄膜，并研究了其自旋霍尔磁电阻效应。具有薄Pt层的三层结构表现出的SMR比的CoFe 2 O 4/Pt双层的四倍。此外，SMR比表现出Pt层厚度的依赖性，这可以归因于在两侧的自旋累积的干扰。在这里，几个参数，如自旋扩散长度和混合电导推导出使用陈等的理论。
2019-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Structural sensitivity of the spin Hall magnetoresistance in antiferromagnetic thin films
反铁磁（AFM）薄膜的磁性状态是AFM自旋电子器件的关键。我们研究了铂和绝缘AFM赤铁矿（α-Fe 2 O3）双层膜的自旋霍尔磁阻（SMR）背后的基本物理机制，发现SMR效率高达0.1%，与铁磁结构相当。为了了解所观察到的复杂的SMR场的依赖性，我们分析的磁轴的错位，在生长过程中出现的薄膜，通过电气测量和直接磁成像的影响，并发现一个小的偏差可以导致在SMR响应的显着签名。这突出了在解释AFM自旋纹理的SMR测量时必须注意的问题。
2020-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Semitransparent anisotropic and spin Hall magnetoresistance sensor enabled by spin-orbit toque biasing
我们提出了一种基于NiFe/Pt异质结的双折射和双折射各向异性的自旋霍尔磁电阻传感器。使用自旋-轨道力矩有效场用于横向偏置允许将传感器的总厚度减小到3 - 4 nm，从而导致自旋。尽管非常简单的设计，自旋-轨道扭矩有效场偏置NiFe/Pt传感器表现出的线性度和灵敏度的水平相比，传感器使用更复杂的线性化方案。在一个概念验证设计中，使用一个由四个传感元件组成的全惠斯通电桥，我们获得了高达202.9 mΩ/Oe的灵敏度，线性误差低于5%，检测限低至20 nT。该传感器在可见光范围内的透过率超过50%。
2017-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Valve-Like Magnetoresistance and Anomalous Hall Effect in Magnetic Weyl Metal Mn$_2$PdSn
本研究报道了反Heusler结构铁磁性Weyl金属Mn$_2$PdSn在室温下表现出自旋阀类磁电阻和反常霍尔效应，其源于拓扑非平凡能带与磁性的相互作用，为磁性Weyl金属的应用提供了平台。
2024-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Rashba magnetoresistance of two-dimensional electron gas at LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
本文报道了二维电子气中LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面磁电阻的角度依赖性。我们发现这种界面磁电阻表现出类似的角度依赖性的自旋霍尔磁电阻在铁磁体/重金属双层膜，这是迄今为止已经讨论的框架下的重金属层的体自旋霍尔效应。所观察到的磁电阻与包括Rashba自旋轨道耦合和交换相互作用的理论模型计算定性一致。我们的研究结果表明，磁界面的自旋轨道耦合可以产生一个不可忽视的贡献的自旋霍尔磁电阻和界面的自旋轨道耦合效应，因此是关键的理解各种自旋轨道耦合相关的现象在磁性/非磁性双层膜。
2017-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Effect of interface quality on spin Hall magnetoresistance in Pt/MgFe$_{2}$O$_{4}$ bilayers
本研究通过Pt/MgFe2O4双层结构发现，沉积前退火MFO表面可提升界面质量从而获得大自旋霍尔磁电阻，氧压力不影响SMR但影响磁性，为低功耗器件开发提供线索。
2023-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic anisotropy determination by spin Hall magnetoresistance
提出了一种测量反铁磁绝缘体（AFI）磁各向异性的电学方法。当具有强自旋-轨道相互作用的金属膜，例如，铂（Pt）沉积在AFI上，由于自旋霍尔磁阻（SMR），其电阻应受到AFI N单元矢量方向的影响。因此，受外部磁场和磁各向异性两者影响的AFI N eel矢量的方向反映在Pt的电阻中。考虑SMR，计算了Pt电阻与AFI的磁场角度关系，表明在强磁场中，通过监测Pt电阻，可以从实验上获得反铁磁各向异性。对Pt/Cr2 O3、Pt/NiO和Pt/CoO等实际体系进行了计算。
2017-08-31 cond-mat.mtrl-sci
