薄膜钇铁石榴石(YPDMATHABMM Fe $_5$ O $_{12}$)是研究热生纯自旋电流和自旋塞贝克效应的典型材料。3 Ω法是一种已建立的测量薄膜跨平面热导率的技术,但不能以其标准形式用于YIG/GGG(Ga $_3$ Gd $_5$ O $_{12}$)系统。我们使用二维热传输建模,并介绍了一种基于贝叶斯统计的技术,以评估从3 Ω方法的测量数据。我们的分析方法使我们能够研究传统使用的3-omega分析无法访问的材料系统。薄膜YIG的热导率随温度变化的数据对于自旋热电子学领域的实验具有重要意义。在这里,我们显示的数据之间的室温和10 K的薄膜覆盖了很宽的厚度范围,以及磁场效应的热导率在10 K和50 K之间。
英文摘要:
Thin film YIG (Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$) is a prototypical material for experiments on thermally generated pure spin currents and the spin Seebeck effect. The 3-omega method is an established technique to measure the cross-plane thermal conductance of thin films, but can not be used in YIG/GGG (Ga$_3$Gd$_5$O$_{12}$) systems in its standard form. We use two-dimensional modeling of heat transport and introduce a technique based on Bayesian statistics to evaluate measurement data taken from the 3-omega method. Our analysis method allows us to study materials systems that have not been accessible with the conventionally used 3-omega analysis. Temperature dependent thermal conductance data of thin film YIG are of major importance for experiments in the field of spin-caloritronics. Here we show data between room temperature and 10 K for films covering a wide thickness range as well as the magnetic field effect on the thermal conductance between 10 K and 50 K.
在沿薄膜平面旋转的磁场中测量了IrMn在钇铁石榴石(YIG = Y3 Fe 5 O 12)上的平面霍尔效应。YIG/IrMn双层膜在不同温度下的平面霍尔电阻(PHR)随磁场角的变化规律,而GGG/IrMn(GGG= Gd 3Ga 5 O 12)在10 K和300 K下的平面霍尔电阻随磁场角的变化规律不变。这为IrMn具有界面自旋提供了证据,在YIG/IrMn结构中,界面自旋可以由FM引导。在10 K时,YIG/IrMn薄膜的PHR-磁场角曲线出现了磁滞现象,表明IrMn界面自旋在低温下发生了不可逆的反转.
An integrated approach to doped thin films with strain tunable magnetic anisotropy: Powder synthesis, target preparation and pulsed laser deposition of Bi:YIG
Perpendicularly magnetized YIG films with small Gilbert damping constant and anomalous spin transport properties
具有垂直磁各向异性(PMA)的Y3 Fe 5 O 12(YIG)薄膜在自旋电子学领域的应用近年来引起了人们的广泛关注。本文报道了在(Gd2.6Ca0.4)(Ga4.1Mg0.25Zr0.65)O 12(SGGG)衬底上外延生长的YIG薄膜在未经预处理的情况下产生的PMA。倒易空间映射表明,薄膜晶格匹配的衬底没有应变弛豫。通过铁磁共振和极化中子反射测量,我们发现这些YIG薄膜具有超低的Gilbert阻尼常数,在YIG/SGGG界面处的磁死层厚度约为0.3nm。此外,与Pt/YIG/Gd 3Ga 5 O 12(GGG)薄膜相比,Pt/YIG/SGGG薄膜的输运行为显示出自旋混合电导的增强和反常霍尔效应的非单调磁场依赖性.在150 ~ 350 K的温度范围内提取了非单调的反常霍尔信号,这可能是由于单轴应变在Pt/YIG界面上产生的非共线磁序引起的.
Induced magneto-transport properties at palladium/yttrium iron garnet interface
由于钯(Pd)的薄层直接沉积在钇铁石榴石或YIG(Y3 Fe 5 O 12)磁性绝缘体膜上,Pd产生了低场和高场磁输运效应,这在单独的Pd或YIG上的厚Pd中是不存在的。Pd的低场磁电阻峰跟踪YIG薄膜的矫顽场,而更大的高场磁电阻和霍尔效应与YIG的体磁化强度没有明显的关系。Pd中的高场磁输运效应是由Pd中的界面局部矩引起的。
Substrate induced magnetic anisotropies and magneto-optical response in YIG nanosized epitaxial films on NdGG(111)
用激光分子束外延方法在Nd 3Ga 5 O 12衬底上生长了Y3 Fe 5 O 12纳米外延薄膜。磁光极性克尔效应、铁磁共振和自旋波传播测量表明,与YIG/GGG系统相比,与应力相关的各向异性场具有相反的符号。这导致了有效磁化强度的显著降低,这为获得具有垂直磁化强度的YIG薄膜以利用前向体自旋波开辟了前景。纵向磁光克尔效应磁强计揭示了一个大的贡献二次磁化条款到介电常数张量在光学频率。这种效果强烈增加,随着温度的降低,并解释了交换耦合到Fe 3+离子的界面Nd 3+离子的磁化。
Localized crystallization of Ce:YIG thin films on Si using CO2 laser annealing for integrated nonreciprocal photonic device applications
National Engineering Research Centre of Electromagnetic Radiation Control Materials, University of Electronic Science and Technology of China(电磁辐射控制材料工程技术研究中心,电子科技大学);State Key Laboratory of Electronic Thin-Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China(电子薄膜与集成器件国家重点实验室,电子科技大学)
Detection of induced paramagnetic moments in Pt on Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$ via x-ray magnetic circular dichroism
用X射线磁圆二色性(XMCD)研究了低温高磁场下铁磁绝缘体$_3$ Fe $_5$ O $_{12}$(YIG)上超薄Pt膜的磁矩.我们观察到一个XMCD信号,由于在Pt $L_{3}$ -和$L_{2}$ -边缘的Pt膜的磁矩。通过元素特异性磁测量,我们发现即使当磁场远大于YIG的饱和磁场时,Pt $L_{3}$ -边缘处的XMCD信号也随着磁场的增加而逐渐增加。重要的是,所观察到的XMCD强度被发现是远远大于预期的强度从泡利顺磁性的Pt时,Pt膜连接到YIG。这些结果暗示了YIG上Pt中感生顺磁矩的出现,并解释了Pt/YIG系统中非常规霍尔效应的特征。
Wafer-scale monolithic integration of Ce:YIG films and magneto-optical isolators on silicon
National Engineering Research Centre of Electromagnetic Radiation Control Materials, University of Electronic Science and Technology of China(电磁辐射控制材料国家工程研究中心,电子科技大学);Key Laboratory of Multi-spectral Absorbing Materials and Structures of Ministry of Education, University of Electronic Science and Technology of China(多光谱吸收材料与结构教育部重点实验室,电子科技大学);Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院光电技术研究所);HK Institute of Quantum Science and Technology, University of Hong Kong(香港量子科学研究所,香港大学)
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。
Origin of the thickness-dependent low-temperature enhancement of spin Seebeck effect in YIG films
研究了重金属(HM)/Y3 Fe 5 O 12(YIG)双层膜中纵向自旋Seebeck效应(SSE)随不同磁场强度、不同HM探测材料和YIG厚度(nm ~ mm)的变化.我们证明,这种增强表现出明显的依赖于膜的厚度,更明显的较厚的薄膜和消失的薄膜薄于600 nm。峰值温度取决于所施加的磁场强度以及检测材料和界面,揭示了一个更复杂的行为超出了目前讨论的声子-磁振子耦合机制,只考虑体效应。虽然厚度依赖性和磁场依赖性可以很好地解释的框架中的磁振子驱动的SSE考虑到频率依赖的传播长度的热激发的磁振子在散装材料,SSE的温度依赖性显着影响的界面耦合到相邻的检测层。这表明,以前被忽视的界面效应发挥了关键作用,并在HM中检测到的自旋电流穿过界面,并取决于不同的HM的磁振子频率不同。
Evidence for the role of the magnon energy relaxation length in the Spin Seebeck Effect
Pt的自旋Seebeck效应的温度相关数据|YIG(Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$)|GGG($_3$ $_5$ O $_{12}$)的特性。这种效应被报道为自旋塞贝克电阻率(SSR),逆自旋霍尔场除以热通量,以规避膜内温度梯度的不确定性。SSR是YIG厚度的非单调函数。一个扩散模型的磁振子运输演示了如何这些数据提供证据的存在两个不同的长度尺度的热自旋运输,自旋扩散长度和磁振子能量弛豫长度。
Bulk and Interface Effects Based on Rashba-Like States in Ti and Ru Nanoscale-Thick Films: Implications for Orbital-Charge Conversion in Spintronic Devices