A systematic experimental study of Gilbert damping is performed via ferromagnetic resonance for the disordered crystalline binary 3d transition metal alloys Ni-Co, Ni-Fe and Co-Fe over the full range of alloy compositions. After accounting for inhomogeneous linewidth broadening, the damping shows clear evidence of both interfacial damping enhancement (by spin pumping) and radiative damping. We quantify these two extrinsic contributions and thereby determine the intrinsic damping. The comparison of the intrinsic damping to multiple theoretical calculations yields good qualitative and quantitative agreement in most cases. Furthermore, the values of the damping obtained in this study are in good agreement with a wide range of published experimental and theoretical values. Additionally, we find a compositional dependence of the spin mixing conductance.
Tunable magnetization damping in transition metal ternary alloys
我们表明，坡莫合金，Ni 80 Fe 20（"Py“），磁化阻尼，可以充分提高，以减少后切换磁化旋进到一个可接受的水平，通过与过渡金属锇（Os）合金化。阻尼单调增加后，提高的Os-浓度在Py，至少高达9%的Os。其他的影响与Os合金化的抑制磁化和增强面内各向异性。在与本研究中包括的五种其他过渡金属（4d元素：Nb、Ru、Rh; 5d元素：Ta、Pt）合金化后，磁化阻尼也显著增加，但从未像与Os合金化那样强烈。
Nearly isotropic spin-pumping related Gilbert damping in Pt/Ni$_{81}$Fe$_{19}$/Pt
Chen和Zhang [Phys. Rev. Lett. 114，126602（2015）]预测了由于在磁性薄膜中的界面自旋-轨道耦合引起的强各向异性阻尼。界面吉尔伯特型弛豫，由于自旋泵效应，预计将显着更大的磁化取向平行于与垂直于膜平面。本文利用变频扫场铁磁共振技术测量了Pt/Ni $_{81}$ Fe $_{19}$ /Pt体系的各向异性。我们发现一个非常小的增强吉尔伯特阻尼的各向异性与相反的符号从FM/Pt界面的Rashba效应的预测。结果与预测的各向异性相反，并表明与Rashba自旋轨道耦合分离的机制导致Pt中自旋电流吸收的快速发生。
Alloying Controlled Tuning of Interfacial Spin Orbit Interaction and Magnetic Damping in Crystalline FeCo Alloys
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Fudan University（复旦大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Center for Quantum Engineering (ZQE)（量子工程中心）
Suppression of Spin Pumping Between Ni$_{80}$Fe$_{20}$ and Cu by a Graphene Interlayer
我们比较了坡莫合金Ni $_{80}$ Fe $_{20}$（Py）薄膜溅射到Cu（111）薄膜上的铁磁共振测量，在Py沉积之前通过化学气相沉积生长石墨烯（Gr）中间层。一个两个角度的溅射方法，确保既没有Gr也没有Py的样品制备过程中降解。我们发现预期的阻尼增强自旋泵的Py/Cu的情况下，没有检测到的增强Py/Gr/Cu的情况下。由于阻尼是敏感的自旋泵以外的影响，我们用磁力来验证，在Py的静磁性能的差异是不是负责的阻尼的差异。我们把Py/Gr/Cu中自旋抽运的抑制归因于Gr/Cu界面的大接触电阻。
Scaling of spin Hall angle in 3d, 4d and 5d metals from Y3Fe5O12/metal spin pumping
在铁磁/非磁（FM/NM）双层膜中，自旋抽运产生的纯自旋电流在NM中产生逆自旋霍尔效应（ISHE）电压，由此可以提取NM的自旋抽运和输运特性。Y3 Fe 5 O 12（YIG）具有极低的阻尼，是微波器件和铁磁共振（FMR）自旋抽运中重要且广泛应用的FM材料。在这里，我们报告的自旋泵浦从20 nm厚的YIG薄膜到一系列的3d，4d和5d正常金属（Cu，Ag，Ta，W，Pt和Au）与不同的自旋轨道耦合强度的系统研究。从增强吉尔伯特阻尼从FMR线宽和ISHE信号的频率依赖性，自旋霍尔角和YIG/NM界面自旋混合电导定量确定这些金属。自旋霍尔角在很大程度上随原子序数的四次方而变化，证实了自旋轨道耦合在反自旋霍尔效应中的广泛作用。
通过自旋泵技术，纯自旋电流器件的功能和性能取决于金属/铁磁界面的有效自旋混合电导（ESMC）、金属层的自旋霍尔电导（SHC）和自旋扩散长度（SDL）。我们发现，所有这三个参数可以调谐显着的自旋轨道耦合（SOC）的NM层的铁磁绝缘Y3 Fe 5 O 12层和金属Pd 1-xPtx层组成的系统中的强度。令人惊讶的是，观察到ESMC随着x从0变化到1.0而显著增加。PdPt合金的SHC主要由本征项决定，随x的增加而显著增强。同时，发现当Pd原子被更重的Pt原子取代时，SDL减小，验证了多价PdPt合金中SOC诱导的自旋翻转散射模型。SOC的自旋电流产生和自旋电荷转换的能力大大提高。这些发现突出了SOC在开发新一代自旋电子器件中的多重调谐效应。
Spin waves in alloys at finite temperatures: application for FeCo magnonic crystal
从理论上研究了温度和无序度对磁振子晶体Fe $_{1-c}$ Co $_{c}$自旋波谱的影响。我们的形式主义是基于分析的海森堡哈密顿的波矢量和频率依赖的横向磁化率的装置。进入模型的交换积分由\emph{ab initio}磁力定理得到。为了解释有限温度下磁振子谱的软化，我们采用相干势近似处理无序和无规相近似。该合金在自旋电子学应用中表现出许多有利的特性。除了高居里温度外，它的磁振子带隙在高温下保持稳定，并且在很大程度上不受无序的影响。我们特别注意合金化引入的磁振子的衰减。阻尼原来是一个非单调的函数的杂质浓度，由于非平凡的演变的交换积分的值与Co浓度。磁振子的无序诱导阻尼估计比它们的朗道阻尼小得多。
Ab-initio calculation of the Gilbert damping parameter via linear response formalism
基于线性响应形式主义，给出了吉尔伯特阻尼参数$α$的Kubo-Greenwood方程。它的实施使用完全相对论性的Korringa-Kohn-Rostoker（KKR）能带结构方法与相干势近似（CPA）合金理论相结合，使其能够应用于广泛的情况。这是证明与bcc合金系统Fe $_x$ Co $_{1-x}$以及为坡莫合金与5d过渡金属的一系列合金获得的结果。为了解释原子的热位移作为一种散射机制，合金类模型被引入。Ni的相应计算正确地描述了当引入少量替代Cu时$α$的快速变化。
Direct evidence for minority spin gap in the Co2MnSi Heusler alloy
半金属磁体由于其在费米能级上的全自旋极化和低的磁化阻尼而在自旋电子学领域引起了极大的兴趣。Heusler合金Co_2MnSi具有很高的居里温度和约0.7eV的少数自旋能隙，因此具有很好的应用前景。在Co2 MnSi的表面处，观察到少数自旋通道中的间隙，导致100%的自旋极化。然而，这个差距是0.3 eV以下的费米能级和少数自旋状态观察到费米能级。我们表明，少数自旋间隙的费米能量，但可以恢复无论是通过改变合金的化学计量比，或通过覆盖表面的Mn，MnSi或MgO。这导致极小的阻尼系数，其值低至7 x 10-4。
Large spin pumping effect in antisymmetric precession of Ni$_{79}$Fe$_{21}$/Ru/Ni$_{79}$Fe$_{21}$
在磁性三层结构中，对铁磁共振的吉尔伯特阻尼的贡献来自于从一层泵送到另一层的自旋电流。这种贡献已被证明为层与弱耦合，分离的共振，其中磁化动力学激发主要在一个层和其他层作为自旋阱。在这里，我们表明，三层结构中的磁化被同时激发，反对称，显示自旋泵效应约两倍大。反铁磁耦合的Ni $_{79}$ Fe $_{21}$（8 nm）/Ru/Ni $_{79}$ Fe $_{21}$（8 nm）三层膜的反对称（光学）模式显示出比对称（声学）模式大的吉尔伯特阻尼常数，其量与Py（$Δα\simeq\textrm{0.006}$）的本征阻尼一样大。在3-25 GHz范围内，场垂直和场平行于膜平面几何形状的效果是相同的。结果证实了自旋泵模型的预测，并在GHz的设备中使用的合成反铁磁体（SAF）的结构的影响。
Inductive detection of field-like and damping-like AC inverse spin-orbit torques in ferromagnet/normal metal bilayers
功能性自旋电子器件依赖于自旋-电荷相互转换效应，例如电场驱动的自旋力矩和磁化动力学驱动的自旋和电荷流的相互作用过程。在电流驱动自旋矩的正向过程中观察到了类阻尼和类场自旋轨道矩，而类阻尼逆自旋轨道矩则通过自旋泵注入重金属层得到了很好的研究。在这里，我们证明了铁磁/正常金属双层膜铁磁共振下建立的微波透射光谱可以用来感应检测由逆自旋-电荷转换过程驱动的AC电荷电流。该技术依赖于矢量网络分析仪铁磁共振（VNA-FMR）测量。我们表明，除了通常提取的光谱信息，VNA-FMR测量可用于量化的幅度和相位的所有AC电荷电流的样品中，包括那些由于自旋泵和自旋-电荷转换。我们的研究结果表明，Ni $_{80}$ Fe $_{20}$ /Pt双层膜同时表现出类阻尼和类场的反自旋轨道矩。虽然阻尼和类场逆自旋轨道扭矩的大小与类似材料系统的先前报道的值具有可比性，但我们观察到阻尼大小对沉积顺序的显著依赖性。这表明界面质量在类阻尼自旋-电荷转换的整体强度中起着重要作用。
偏离平衡位置的共线磁化的进动和阻尼由Landau-Lifshitz-Gilbert方程描述。对于非共线磁化，不知道如何描述阻尼。我们利用第一性原理散射理论研究了重要铁磁合金Ni $_{80}$ Fe $_{20}$的一维横向畴壁的阻尼，并用唯象模型解释了结果.阻尼被发现不仅取决于磁化织构，但也对特定的动力学模式的布洛赫和Néel DW。即使在高度无序的Ni $_{80}$ Fe $_{20}$合金中，也发现阻尼是显著非局部的。
本文采用电子结构计算和原子自旋动力学模拟相结合的方法研究了Fe-Ni、Co-Ni和Fe-Co无规合金的自旋刚度、居里温度和磁振子谱。无序的影响进行了详细的研究，通过使用大的超细胞与随机原子排列。研究发现，无序对磁振子谱的影响因系统而异。具体而言，与Fe-Co合金相比，其在Fe-Ni合金中更明显。特别是在室温下坡莫合金（Fe $_{20}$ Ni $_{80}$）中的磁振子谱在大的能区间内是相当弥散的，而在Fe $_{75}$ Co $_{25}$中则形成尖锐的分支。从技术观点来看，Fe-Co合金是非常令人感兴趣的，这是由于高居里温度和非常低的计算吉尔伯特阻尼（$\sim$ 0.0007，在室温下Co浓度约为20- 30%）的组合。
Tunnel magnetoresistance and spin-transfer-torque switching in polycrystalline Co2FeAl full-Heusler alloy magnetic tunnel junctions on Si/SiO2 amorphous substrates
研究了在Si/SiO2非晶衬底上制备的多晶B2型Co2 FeAl（CFA）全Heusler合金磁性隧道结（MTJ）。采用MgO缓冲层制备了具有（001）取向、高B2有序度和平整表面的多晶CFA薄膜。在7.5 nm厚的MgO缓冲层上，CFA/MgO/CoFe结构的MTJ的隧道磁电阻（TMR）比高达175%。自旋转移力矩诱导的磁化切换实现在MTJ与2 nm厚的多晶CFA膜作为开关层。使用热活化模型，确定本征临界电流密度（Jc。）为8.2 x 10^6 A/cm ^2，其低于外延CFA-MTJ的值2.9 x 10^7 A/cm ^2 [Appl. Phys. Lett. 100，182403（2012）]。我们发现，吉尔伯特阻尼常数评估使用铁磁共振测量的多晶CFA薄膜为~0.015，几乎是独立的CFA厚度（2~18 nm）。多晶MTJ的低Jc 0主要归因于与外延层中的值（~0.04）相比CFA层的低阻尼。
