Tunneling magnetoresistance in ensembles of ferromagnetic granules with exchange interaction and random easy axes of magnetic anisotropy
考虑颗粒间的交换作用,研究了具有随机易磁化轴磁各向异性的铁磁颗粒系综中的隧穿磁电阻。结果表明,由于交换相互作用的磁阻是有效地从磁化解耦,即最强的负磁阻可以观察到在磁场的磁化几乎饱和。在一定条件下,在一定的磁场下,磁电阻的符号可以反转,隧穿磁电阻可以变为正。我们的理论与测量的磁电阻在集成的Fe颗粒在SiCxNy矩阵。
2020-12-13 cond-mat.mes-hall
Non-reciprocal magnetoresistance, directional inhomogeneity and mixed symmetry Hall devices
现象类似的非互易电荷输运违反Onsagers互易关系,可以开发在方向不均匀的导电膜沿电流轨迹与非均匀的霍尔系数。证明在铁磁CoPd膜的效果和分析比较与单向磁阻现象。我们建议使用一个工程的不均匀性自旋电子学应用,并提出了混合对称霍尔器件的概念,其中横向电流霍尔信号测量在纵向接触安排。磁化反转和记忆检测在三端和分区正常金属铁磁体(NM - FM)器件设计中得到了验证。采用分区FM-NM-FM结构实现多位存储。工程铁磁器件中反对称信号的相对幅度为百分之几,比其单向磁阻类似物高10至1000倍。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Giant magnetoresistance for ensembles of ferromagnetic granules in variable range hopping conductivity regime
本文研究了中等磁场对隧道势垒分隔的铁磁颗粒阵列的可变射程跳跃电导率的影响。结果表明,在Fe-N-Fe-N体系中,所产生的磁电阻可以明显大于标准的“巨”磁电阻。多层膜该效果与中间颗粒内的虚拟过程中可用的状态密度的增益有关,这是由于磁场诱导的颗粒磁化的排列。
2014-02-13 cond-mat.mes-hall
Effects of impurity on tunnel magnetoresistance in a ferromagnetic electrode/carbon nanotube/ferromagnetic electrode junctio
数值研究了杂质对单壁碳纳米管自旋阀铁磁电极/碳纳米管/铁磁电极模型结中自旋相关输运的影响。使用广义格林函数方法和Landauer-Buttiker形式主义,杂质的条件是由氮和硼原子随机取代蜂窝状碳纳米管晶格中的碳原子确定的。我们发现,输运特性,包括自旋相关的电流和隧道磁电阻的杂质效应的强烈影响。我们认为,本报告的结果可能是有用的设计未来的自旋电子器件。
2014-08-15 cond-mat.mes-hall
Large Magnetoresistance at Room Temperature in Ferromagnet/Topological Insulator Contacts
我们报告的磁阻电流流过铁/拓扑绝缘体(Fe/TI)和Fe/蒸发氧化物/TI接触时,磁场是用来初始定向的磁性排列的铁磁铁条,在温度范围从100 K到室温。这种磁电阻与Fe棒磁化的相对取向和在具有螺旋自旋动量锁定的TI表面上移动的电子的自旋极化相关联。所观察到的磁阻的大小是相对较大的,在先前的工作中观察到的。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall
Giant and negative magnetoresistances in conical magnets
本文研究锥形螺旋磁体中的自旋相关磁输运,发现自旋向上电子呈负磁阻、自旋向下电子因耗尽呈巨磁阻,并揭示巨霍尔电阻效应,表明其可用于自旋开关器件。
2024-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantum Oscillations of Tunnel Magnetoresistance Induced by Spin-Wave Excitations in Ferromagnet-Ferromagnet-Ferromagnet Double Barrier Tunnel Junctions
利用Keldysh非平衡格林函数方法,研究了铁磁-铁磁-铁磁双势垒隧道结中,当两侧铁磁体的磁化方向与中间铁磁体的磁化方向反平行时,自旋波激发引起的隧道电导和磁阻量子振荡的可能性.研究发现,由于中间铁磁体中自旋积累引起的自旋密度和传导电子之间的s-d交换作用,微分电导和TMR确实随偏压的增加而振荡,这与最近在实验中观察到的现象相一致.讨论了磁振子模、电子能级以及中心铁磁体中的分子场对系统振荡输运性质的影响。
2008-01-22 cond-mat.mes-hall
Magnetization Characteristic of Ferromagnetic Thin Strip by Measuring Anisotropic Magnetoresistance and Ferromagnetic Resonance
通过测量坡莫合金薄带在面内和离面组态下的各向异性磁阻和铁磁共振,研究了薄带的磁化特性。结果表明,通过改变一定方向的外磁场的强度,磁化矢量既可以在膜面内旋转,也可以在膜面外旋转。磁化特性可以通过考虑退磁和磁各向异性来解释。该方法可用于计算退磁因子、饱和磁矩和磁各向异性。
2013-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Parity Effect and Tunnel Magnetoresistance of Ferromagnet / Superconductor / Ferromagnet Single-Electron Tunneling Transistors
本文从理论上研究了铁磁/超导/铁磁单电子隧穿晶体管的隧穿磁电阻(TMR)特性,特别考虑了宇称效应。结果表明,在平台区,即使在有限的偏置电压下,岛中也没有自旋积累。然而,注入的自旋的信息由过量电子携带,因此存在TMR。过量电子的自旋弛豫速率可以从TMR估计。我们还表明,TMR的增加而减小的超导岛的尺寸。
2002-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Helicity-protected domain-wall magnetoresistance in ferromagnetic Weyl semimetal
对无序铁磁Weyl半金属的磁输运性质进行了数值研究。我们在Weyl半金属的畴壁中发现了非常稳定和巨大的磁电阻效应。这种效应源于外尔费米子的螺旋度失配,是外尔半金属的一种特殊性质。虽然传统的磁电阻效应强烈抑制在畴壁的局部磁化强度逐渐变化,螺旋保护的磁电阻外尔半金属保持几乎$100\%$的磁电阻比为任何类型的厚畴壁,即使在存在的障碍。讨论了表面费米弧对磁电阻的贡献。
2018-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Anisotropic tunneling magnetoresistance and tunneling anisotropic magnetoresistance: spin-orbit coupling in magnetic tunnel junctions
研究了自旋轨道相互作用对铁磁/半导体/正常金属隧道结隧穿磁电阻的影响。隧道各向异性磁电阻(TAMR)的解析表达式内推导出的近似中的磁电阻的磁化方向上的依赖性的铁磁体起源于Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合出现在结界面和隧道区之间的干扰。我们还研究了铁磁/半导体/铁磁隧道结的输运性质,表明在这种结构中,自旋轨道相互作用不仅导致TAMR效应,而且导致常规隧道磁电阻(TMR)的各向异性。由此产生的各向异性隧穿磁电阻(ATMR)依赖于铁磁体中的绝对磁化方向。在所提出的模型中,取决于铁磁体的磁化方向,Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相互作用在铁磁体/超导导体界面处产生透射和反射自旋速率之间的差异,这导致费米表面处的各向异性局域态密度以及TAMR和ATMR效应。本文给出了Fe/GaAs/Fe隧道结的模型计算。此外,基于相当普遍的对称性考虑,我们推导出的形式的磁阻依赖于在铁磁体的磁化的绝对取向。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall-like transverse magnetoresistance in Au thin films on Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$
铂与磁性绝缘体接触时的异常霍尔信号是常见的观测结果,可以用邻近磁化或自旋霍尔磁阻来解释。在这项工作中,纵向和横向的磁阻测量的纯金薄膜上的亚铁磁绝缘体Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$(钇铁石榴石,YIG)。我们发现,无论是纵向和横向的磁阻有定量一致的缩放YIG/Au和YIG/Pt参考系时,应用自旋霍尔磁阻框架。由于磁邻近效应而引起的反常霍尔效应的贡献是不明显的。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance of single-domain ferromagnetic particles
我们已经进行了单域,亚微米椭圆形镍粒子的磁阻测量,在液氦温度下使用四探针几何形状的双探针。在最小的颗粒中,磁阻显示出与各个畴的切换相关的急剧跳跃。利用各向异性磁阻模型,我们可以重建磁滞回线的归一化磁化。零外加磁场中的剩余磁化强度通常比饱和磁化强度小15%。磁化的这种弛豫可能是由于颗粒中的表面效应或晶粒结构。
2001-05-07 cond-mat.mes-hall
Spin polarization and magnetoresistance through a ferromagnetic barrier in bilayer graphene
我们研究了自旋相关的输运通过磁性双层石墨烯纳米结配置为二维正常/铁磁/正常结构,其中栅极电压施加在铁磁石墨烯层上。在四带哈密顿量的基础上,利用Landauer Butikker公式计算了零温下的电导。对于双层石墨烯铁磁层的平行结构,其能带结构为金属能带结构,自旋极化在共振态附近达到最大值;而对于反平行结构,纳米结表现为半导体结构,不存在自旋过滤。因此,通过改变铁磁石墨烯的结构,特别是在带隙周围,可以实现巨大的磁阻。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall
Negative differential conductance and magnetoresistance oscillations due to spin accumulation in ferromagnetic double-island devices
在顺序隧穿机制下,对磁性双岛器件中自旋相关的电子输运进行了理论研究。电流和隧道磁阻作为偏置电压和自旋弛豫时间的函数在岛进行了分析。结果表明,岛上的自旋积累和充电效应的相互作用导致微分电导和隧道磁阻的周期性修改。对于一个足够长的自旋弛豫时间,调制与隧道磁阻和微分电导的符号的周期性振荡。
2006-01-04 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance of mesoscopic granular ferromagnets
我们已经进行了磁电阻(MR)测量的横向尺寸小于0.5 $μ$ m和包含少量的晶粒(下至约100)的颗粒铁磁体。与宏观样品相比,这些颗粒样品表现出异常大的饱和场和MR振幅。此外,随着晶粒间距离的减小,磁电阻曲线的演变与大样品有质的不同。我们讨论了这些结果,并建议他们反映了从渗流准单通道为主的运输过渡。
2005-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disentangle magnon magnetoresistance from anisotropic and spin Hall magnetoresistance in NiFe/Pt bilayers
采用惠斯通电桥方法,系统地研究了NiFe/Pt双层膜在变温外场下的非线性磁电阻效应。我们成功地解开了磁振子磁电阻从其他类型的磁电阻的基础上不同的温度和磁场的依赖性。自旋霍尔/各向异性和磁振子磁电阻都包含sine phi和sine 3 phi分量,其中phi是电流和磁化强度之间的角度,但它们表现出不同的场和温度依赖性。在特定的磁场下,不同类型的磁阻之间的竞争导致正弦3 φ分量的符号反转,这是以前没有报道过的。所建立的唯象模型能够解释不同层厚的NiFe/Pt和NiFe/Ta样品的实验结果。我们的研究结果表明,不同类型的磁电阻特性的电荷自旋相互转换过程中的磁性异质结构时,解开的重要性。
2019-08-30 cond-mat.mes-hall
Including fringe fields from a nearby ferromagnet in a percolation theory of organic magnetoresistance
随机超精细场是有机半导体低场磁电阻机制的基础。最近的实验表明,另一种类型的随机场--边缘场由于附近的铁磁体--也可以显着影响磁阻。这些边缘场的影响的理论分析是具有挑战性的,因为边缘场的幅度和它们的相关长度的数量级大于超精细耦合。我们扩展了最近的有机磁电阻理论计算的磁电阻与超精细和边缘领域。该理论描述了实验边缘场磁电阻的几个关键特征,包括磁电阻达到极值的外加场,来自边缘场的大磁电阻效应的外加场范围,以及效应的符号。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling Magnetoresistance in Junctions Composed of Ferromagnets and Time-Reversal Invariant Topological Superconductors
两个铁磁体之间的磁阻效应是自旋电子学中的一个重要问题。在这项工作中,我们表明,隧道磁电阻也可以出现在结组成的铁磁体和时间反转不变的拓扑超导体没有自旋旋转对称性。这里的物理起源是,当来自铁磁体的注入电子的自旋极化方向位于Majorana零模的自旋极化方向的同一平面内时,电子将经历完全自旋相等的Andreev反射,而具有其他自旋极化方向的注入电子将部分Andreev反射和部分垂直反射,因此具有较低的电导,因此,出现磁阻效应。与传统的磁性隧道结相比,本文所研究的磁性隧道结的一个前所未有的优点是,即使铁磁体的磁化强度很弱,绝缘隧穿势垒没有特征,也可以获得任意高的隧穿磁电阻。我们的研究结果提供了一个新的迷人的机制,以获得高隧道磁电阻。
2016-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Robust magnetotransport in disordered ferromagnetic kagome layers with quantum anomalous Hall effect
对无序铁磁可果美层的磁输运性质进行了数值研究。我们发现在可果美层状材料(如Fe $_3$ Sn $_2$,Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$,和Mn $_3$ Sn)中可以实现大的畴壁磁电阻或负磁电阻,表现出量子反常霍尔效应.戈薇层表现出强烈的磁各向异性和大的磁阻取决于它们的磁织构。这些畴壁磁阻预计将是强大的,对无序和观察无关的畴壁厚度,在铁磁金属中的常规畴壁磁阻。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Magnetoresistance in a Canted Ferrimagnet
我们研究了亚铁磁体/正常金属双层膜中的自旋霍尔磁电阻效应,比较了共线和倾斜磁相的响应。在共线磁相,其中的子晶格磁矩都沿同一轴排列,我们观察到传统的自旋霍尔磁阻。相反,在倾斜相位,磁阻改变符号。使用原子自旋模型计算的磁配置,我们表明,电输运的不同的磁相可以合理化考虑个别的亚晶格磁矩取向。这使得基于磁输运的非共线磁纹理的研究成为可能。
2016-05-24 cond-mat.mes-hall
Giant Domain-Wall Hall Magnetoresistance in Magnetic Topological Semimetal
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology, Institute for Advanced Materials, South China Academy of Advanced Optoelectronics, South China Normal University(华南师范大学)
研究磁性拓扑半金属中多域态下的巨域墙霍尔磁电阻,揭示其与拓扑韦尔能带 Berry 相的关系,展现其在多电阻态调控中的潜力。
2026-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal angular magnetoresistance and spin torque in ferromagnetic/normal metal hybrids
铁磁/正常金属(F/N)异质结构的电阻取决于结的性质,所述结可以是隧道势垒、点接触或金属间界面。对于所有的结类型,无序的F/N/F垂直自旋阀的电阻作为磁化矢量之间的角度的函数被示出服从一个简单的普遍规律。自旋电流感生的磁化力矩可以通过这些自旋阀的角磁阻来测量。所得结果可推广到任意磁电子电路。
2002-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin anomalous-Hall unidirectional magnetoresistance
我们预测的自旋反常霍尔单向磁阻(AH-UMR)在导电双层铁磁层和一个非磁性层,这并不$\textit{not}$依赖于自旋霍尔效应在正常的金属层$-$形成鲜明对比的单向自旋霍尔磁阻$-$,但相反,产生于自旋反常霍尔效应在铁磁层。物理上,它是由自旋反常霍尔效应引起的电荷-自旋转换,与结构反转不对称性合谋在铁磁层中产生净非平衡自旋密度,当所施加的电流或磁化方向反转时,这反过来调制双层的电阻。分析了自旋AH-UMR效应对材料和几何参数的依赖性,并与其他非线性磁电阻效应进行了比较。特别是,我们表明,在磁性双层自旋异常霍尔和自旋霍尔效应是可比的,整体UMR可能会经历一个符号的变化时,任何一层的厚度是不同的,这表明一个计划来量化自旋霍尔或自旋异常霍尔角通过非线性传输测量。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Current-in-plane magnetoresistance in chiral-molecule/ferromagnetic metal bilayer due to thermally induced spin polarization
本文报道了室温下手性分子/铁磁金属双层膜的手性-感应电流-面内磁电阻效应。先前报道的手性诱导电流垂直于平面磁电阻(CPP-MR)源于手性诱导自旋选择性(CISS)效应,该效应需要电荷电流通过分子。相比之下,在本研究中观察到的CIP-MR不需要通过分子的偏置电荷电流。CIP-MR的温度依赖性表明手性分子中的热诱导自旋极化是观察到的MR的关键。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional spin Hall magnetoresistance in topological insulator/ferromagnetic layer heterostructures
拓扑绝缘体中的大自旋轨道耦合导致螺旋自旋织构的狄拉克表面态,这对拓扑自旋电子学是有吸引力的。这些状态在室温下对近端磁矩产生有效的自旋轨道转矩。然而,基于这种切换的存储器或逻辑自旋器件需要非最佳的三端子几何结构,其中两个端子用于写入电流,一个端子用于读取器件的状态。一个替代的两个终端设备的几何形状是现在可能的,利用最近发现的单向自旋霍尔磁电阻在重金属/铁磁双层和(在低温下)在磁性掺杂的拓扑绝缘体异质结构。我们报告的观察单向自旋霍尔磁电阻在技术相关的设备的几何结构,结合了传统的铁磁金属的拓扑绝缘体。我们的设备显示出的品质因数(磁阻每电流密度每总电阻),这是在全金属Ta/Co双层的最高报道值相媲美。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent spin transport properties of Platinum inferred from spin Hall magnetoresistance measurements
利用磁化方向相关的磁电阻测量方法,研究了钇铁石榴石/铂混合结构中自旋霍尔磁电阻(SMR)的温度依赖性。我们的实验表明,随着温度的降低,SMR幅度下降。利用SMR对正常金属自旋输运性质的敏感性,我们解释了我们的数据在铂的自旋霍尔角从室温下的0.11到10 K下的0.075的减少,而自旋扩散长度和自旋混合电导的亚铁磁绝缘体/正常金属界面保持几乎恒定。
2014-06-06 cond-mat.mes-hall
Effect of Quantum Tunneling on Spin Hall Magnetoresistance
我们提出了一种形式主义,同时结合了量子隧穿和自旋扩散的影响自旋霍尔磁电阻在正常的金属/铁磁绝缘体双层(如Pt/YIG)和正常的金属/铁磁金属双层(如Pt/Co),其中磁化的角度影响正常金属的磁电阻。在正常金属侧中,已知自旋扩散影响由自旋霍尔效应引起的自旋累积的景观以及随后的磁阻,而在铁磁体侧,量子隧穿效应对界面自旋电流是有害的,这也影响自旋累积。通用的材料特性,如自旋扩散长度,层厚度,界面耦合,绝缘间隙的影响可以量化在一个统一的方式,并建议实验,揭示的量子特征的磁阻。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall
Spin injection and magnetoresistance in ferromagnet/superconductor/ferromagnet tunnel junctions
本文从理论上研究了铁磁/超导/铁磁双势垒隧道结中的自旋相关输运。自旋极化隧穿电流导致超导体中的自旋不平衡。由此产生的非平衡自旋密度抑制的超导电性与隧道电流的增加。我们重点研究了双隧道结中的非对称性对自旋注入的影响,其中隧道结的势垒高度和铁磁体的自旋极化不同,并讨论了非对称结中超导性是如何被抑制的。我们的研究结果解释了最近的实验结果的临界电流抑制高$T_c$ SC的自旋注入。
1999-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-Hall magnetoresistance in quasi-two-dimensional antiferromagnetic insulator/metal bilayer systems
研究了反铁磁绝缘层/金属双层膜系统中自旋霍尔磁电阻的温度特性。我们使用量子蒙特卡罗模拟计算SMR信号的幅度,并研究SMR如何依赖于自旋的幅度,AFI层的厚度,以及交换相互作用的随机性。我们的结果为简单的量子自旋模型提供了一个有用的起点,了解磁性化合物的原子层上的SMR测量。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance and transistor-like behavior of double quantum dots connected to ferromagnetic and superconductor leads
研究了双量子点系统中的电流和磁阻效应,其中一个量子点QDa耦合到两个铁磁电极(F1,F2),而第二个量子点QDb连接到超导体S.对于超导体间隙内的能量尺度,Andreev反射过程允许导电。由于两个铁磁引线的存在,非局部交叉Andreev反射是可能的。我们发现,通过调节施加在铁磁体上的外电势,可以改变磁电阻的符号。另外,可以通过施加到第二铁磁体(F2)的电势来控制第一铁磁体(F1)的电流。我们还包括在每个量子点的点内相互作用和栅极电压,并通过平均场近似分析它们的影响。相对于非相互作用的情况,相互作用降低了电流幅度,但是开关效应仍然是量子相干性的表现,在超导体相干长度的量级上。
2012-06-04 cond-mat.mes-hall
Quantum Pumping and Quantized Magnetoresistance in a Hall Bar
我们展示了如何可以产生直流电流在霍尔酒吧不施加偏置电压。与该泵浦电流对应的霍尔电阻$R_H$被量化,就像通常的整数量子霍尔效应(IQHE)一样。然而,与IQHE相反,纵向电阻$R_{xx}$在平台上不消失,而是等于霍尔电阻。我们提出了一个实验的几何结构来测量泵浦电流和验证$R_H$和$R_{xx}$的预测行为。
2003-09-22 cond-mat.mes-hall
Investigation of Magnetic Proximity Effect inTa/YIG Bilayer Hall Bar Structure
在这项工作中,磁邻近效应的研究被扩展到Ta,这已被报道具有负的自旋霍尔角。在室温下进行了面内和面外施加磁场扫描的磁阻和霍尔测量。所观察到的MR比的大小(~10-5)及其磁化方向依赖性与Pt/YIG中所报道的类似,这两者都可以由自旋霍尔磁阻理论来解释。此外,在温度相关的测量中,在4 K下观察到磁阻极性的翻转,这可以通过低温下的磁邻近效应诱导的各向异性磁阻来解释。我们的研究结果表明,磁邻近效应和自旋霍尔磁电阻的贡献,最近观察到的非常规磁电阻效应。
2013-11-06 cond-mat.mes-hall
Quantitative study of the spin Hall magnetoresistance in ferromagnetic insulator/normal metal hybrids
本文对铁磁绝缘体/铂和铁磁绝缘体/非铁磁金属/铂混合结构中的自旋霍尔磁电阻效应进行了实验研究和定量分析。对于铁磁绝缘体,我们使用钇铁石榴石、镍铁氧体或磁铁矿,而对于非铁磁体,我们使用铜或金。自旋霍尔磁电阻效应理论上归因于铂金属顶层的自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应的共同作用。因此,它的特性应该取决于相邻铁磁体的磁化方向,并且即使在Pt和铁磁体之间插入额外的非铁磁金属层也会占上风。我们的实验数据证实了这些理论假设。利用自旋霍尔磁电阻理论对实验数据进行了分析,得到了铂的自旋霍尔角和自旋扩散长度。对于$4\times10^{14}\;\mathrm{Ω^{-1}m^{-2}}$的自旋混合电导,我们得到了我们的薄膜样品中Pt的$0.11\pm0.08$的自旋霍尔角和$(1.5\pm0.5)\;\mathrm{nm}$的自旋扩散长度。
2013-04-23 cond-mat.mes-hall
Giant anisotropic magnetoresistance and planar Hall effect in the Dirac semimetal Cd3As2
各向异性磁电阻是指材料的电阻随电流和外磁场相互方向的变化趋势。在这里,我们报告的实验观察狄拉克半金属Cd 3 As 2的巨各向异性磁电阻及其横向版本,称为平面霍尔效应。相对各向异性磁电阻为负,在2K和10 T下可达-68%。在这种各向同性和双折射材料中的高各向异性和负号归因于沿磁场的场依赖电流,其可以由能带结构的Berry曲率引起。这一观测不仅揭示了外尔和狄拉克半金属中的异常物理现象,而且发现了外尔和狄拉克费米子除了负磁阻之外的其他输运特征。
2018-05-17 cond-mat.mes-hall
Spin Hall magnetoresistance and spin Nernst magnetothermopower: role of the inverse spin galvanic effect
在铁磁体/正常金属双层膜中,自旋霍尔磁电阻和自旋能斯特磁热电势对界面边界条件的敏感性是至关重要的。一般来说,这种边界条件可以受到电流诱导的自旋极化的影响。为了量化后者的作用,我们考虑一个Rashba二维电子气与铁磁体连接到系统的一侧。这样一个系统的几何形状最大限度地提高了电流诱导的自旋极化对边界条件的影响,自旋霍尔磁阻被证明是获得一个非平凡的和不对称的依赖于铁磁体的磁化方向。
2017-08-10 cond-mat.mes-hall
Mean-free path effects in magnetoresistance of ferromagnetic nanocontacts
我们研究了平均自由程对铁磁纳米接触磁阻的影响。对于大多数参数的组合,磁阻随着接触横截面的增加而单调减小。然而,对于一定的参数选择的计算显示非单调的行为的区域中的接触的直径变得可比的平均自由程的电子的磁阻。我们将这种效应归因于纳米接触附近不同的传导机制:一个自旋投影的电子弹道,同时扩散其他。此外,在异质接触中的体平均自由路径的自旋不对称性的某些组合下,磁阻可以是几乎恒定的,或者甚至可以随着接触直径的增加而增长。因此,我们的计算提出了一种方法来寻找材料参数的组合,其中高磁阻不仅可以在纳米尺寸的接触,而且可以在更大的横截面的纳米接触,可以更容易地与当前的技术制造。材料参数接近于Mumetal-Ni异质接触的磁电阻的试算结果与实验数据符合得令人满意。
2008-02-11 cond-mat.mes-hall
Absence of weak antilocalization in ferromagnetic films
我们目前的磁电阻测量非晶镍和铁的双金属薄膜。在这些薄膜的居里温度下降到零,在小的厚度,使其有可能研究铁磁性的本地化的效果。我们发现,非铁磁薄膜的特点是正的磁电阻。这被解释为由于强烈的Bychkov-Rashba自旋轨道散射而导致的弱反局域化。当薄膜变成铁磁性时,磁阻改变符号并变为负值。我们分析了我们的数据,以确定弱本地化,弱反本地化和各向异性磁电阻的个人贡献,并得出结论,磁顺序抑制自旋轨道效应对本地化现象的影响与理论预测一致。
2010-08-03 cond-mat.mes-hall
Hall coefficient and magnetoresistance of 2D spin-polarized electron systems
最近对2D霍尔电阻的测量表明,霍尔系数与所施加的面内磁场无关,即,系统的自旋极化。本文采用基于屏蔽理论的半经典输运方法计算了自旋极化二维系统的弱场霍尔系数和磁电阻。我们求解了包含电子-电子相互作用的双载流子体系的耦合动力学方程。我们发现屏蔽的减弱和电子-电子相互作用抑制了霍尔系数的面内磁场依赖性。然而,面内磁电阻主要由系统屏蔽的变化决定,因此可以是强烈的场依赖性。
2006-01-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Theory of spin Hall magnetoresistance
我们提出了一个理论的自旋霍尔磁电阻(SMR)的多层膜由绝缘铁磁体F,如钇铁石榴石(YIG),和正常的金属N与自旋轨道相互作用,如铂(Pt)。SMR是由自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应的同时作用引起的,因此是一种非平衡邻近现象。我们计算了F $|$ N和F $|$ N $|$ F层状系统中的SMR,用自旋扩散理论在界面处用自旋混合电导的量子力学边界条件处理N。我们的结果解释了实验观察到的自旋霍尔磁电阻在N $|$ F双层膜。对于F $|$ N $|$ F自旋阀,当磁化共线时,我们预测了增强的SMR幅度。三层膜的SMR和自旋转移矩可以通过磁结构来控制。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall
Resolution of spin Hall and anisotropic magnetoresistance in Pt/EuO$_{1-x}$
本文研究了Pt/ EuO_{1-x}薄膜双层膜在不同温度(T)下的面内和面外磁电阻(MR)随角度和磁场的变化。在双层膜中观察到氧空位的存在,表现为金属-绝缘体转变以及高T铁磁体-顺磁体转变(T_P)。各向异性磁电阻(AMR)可以在整个T范围内提取,甚至在T_P以上,表现出两个符号交叉。我们把它的T-演化归因于易磁化轴方向从高T面外方向旋转到低T面内方向。此外,考虑到薄膜的(111)织构和界面的MR贡献,我们确定了一个T窗口,其中自旋霍尔效应诱导的自旋霍尔磁阻(SMR)可以提取。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall
Detecting domain wall trapping and motion at a constriction in narrow ferromagnetic wires using perpendicular-current giant magnetoresistance
提出了一种利用电流垂直面(CPP)巨磁电阻(MR)探测窄铁磁层中俘获畴壁的存在和运动的通用方法。由于CPP电流被限制在畴壁俘获区,所以CPP-MR对畴壁微小运动的响应增强。我们使用一个坡莫合金/铜/坡莫合金自旋阀的形状长,约500 nm宽的线与收缩(缺口)附近的中间,作为一个头对头域壁的捕获网站。两种不同的缺口形状进行了研究,主要是在4.2 K,但也在295 K。
2004-07-21 cond-mat.mes-hall
Tunneling Anisotropic Magnetoresistance: A spin-valve like tunnel magnetoresistance using a single magnetic layer
我们介绍了一类新的自旋电子学器件,其中自旋阀的效果,从强自旋轨道耦合在一个单一的铁磁层,而不是从注入和检测的自旋极化电流由两个耦合的铁磁体。在正常金属/绝缘体/铁磁半导体隧穿器件中观察到的效果。这种行为是由(Ga,Mn)As中的各向异性态密度相对于磁化方向的相互作用以及该材料中的两步磁化反转过程引起的。
2004-07-28 cond-mat.mes-hall
Thickness dependence of spin Hall magnetoresistance in FeMn/Pt bilayers
我们研究了FeMn/Pt双层膜的自旋霍尔磁电阻,发现其比重金属和绝缘铁磁或反铁磁双层膜系统的自旋霍尔磁电阻大一个数量级,并且与NiFe/Pt双层膜的自旋霍尔磁电阻相当。自旋霍尔磁电阻随FeMn和Pt厚度的变化呈现非单调性。前者是由FeMn薄膜的净磁化强度随厚度的变化引起的,而后者主要是由Pt中的自旋积累和扩散引起的。通过对Pt厚度依赖性的分析,确定了Pt的自旋霍尔角、自旋扩散长度和自旋混合电导的实部分别为0.2、1.1 nm和$5.5 * 10^{14} Ω^{-1} m^{-2}$。结果证实了最近在该系统中观察到的自旋轨道矩效应。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall
Thickness dependence of unidirectional spin-Hall magnetoresistance in metallic bilayers
最近在实验上发现了一种非线性磁电阻--单向自旋霍尔磁电阻--存在于由重金属和铁磁金属组成的双层金属膜中。为了研究USMR的基本机制,在室温下,在Pt/Co/AlOx三层中,提出了USMR的铁磁和重金属层厚度依赖性。为了避免歧义,二次谐波霍尔测量用于分离自旋霍尔和热贡献的非线性磁阻。实验结果拟合通过使用漂移扩散理论,与参数提取的纵向电阻率的Co层的Fuchs-Sondheimer模型的框架内的分析。结果表明,超磁电阻不仅受重金属层中自旋霍尔效应的影响,而且受铁磁层中金属扩散过程的影响.
2017-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance of Granular Ferromagnets - Observation of a Magnetic Proximity Effect?
我们已经观察到一个超顺磁性铁磁转变的薄膜中的孤立的Ni颗粒覆盖的非磁性覆盖层。测量了薄膜的磁阻(MR)随覆盖层厚度的变化。最初,颗粒状Ni膜表现出负MR曲线峰值在H=0。由于不同的材料被沉积到晶粒上的磁滞开发的MR。这种行为归因于由于晶粒之间的磁耦合的典型的域尺寸的增加。的晶粒间耦合的强度被发现与覆盖层材料的磁化率。我们讨论了这种耦合的可能机制,并建议,数据可能反映了存在的磁邻近效应(类似于众所周知的超导效应),其中的铁磁力矩是在金属非磁介质中引起的。
1998-10-06 cond-mat.mes-hall
Relation between unidirectional spin Hall magnetoresistance and spin current-driven magnon generation
我们进行电子测量的单向自旋霍尔磁电阻(USMR)在坡莫合金/铂双层,结合磁光布里渊光光谱的自旋电流驱动的磁振子人口。我们表明,电流依赖USMR密切遵循偶极磁振子密度,这两种依赖关系表现出相同的标度在80-400 K的大的温度范围内。这些发现表明自旋电流驱动的磁振子产生和USMR之间的密切关系,并表明后者可能是由偶极磁振子占主导地位。
2018-06-18 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent Quantum Interference in Single-Wall Carbon Nanotubes with Ferromagnetic Contacts
本文报道了在单壁碳纳米管与高透明铁磁电极接触时自旋感生磁电阻效应的实验观察。在线性制度的自旋诱导的磁阻振荡与栅极电压在定量协议的计算的基础上的Landauer-Buttiker模型为独立的电子。与这种解释相一致,我们发现偏置引起的振荡的自旋诱导的磁电阻信号的尺度上的纳米管中的水平间距的证据。在较高的偏压下,自旋感生磁电阻消失,因为从铁磁电极注入的有效自旋极化急剧下降。
2006-06-18 cond-mat.mes-hall
Magnetism and Transport for Two-Dimensional Electrons : Absence of Stoner Ferromagnetism and Positive In-Plane Magnetoresistance in the Metallic Phase
我们计算了二维扩散电子的相互作用核K。库仑相互作用的屏蔽和费米统计一起导致了电子-电子散射的自旋选择规则,使得在逆电导中,只有具有反平行自旋的电子对才能散射。在低温下,这导致完全极化的电子的更大的相干长度,从而导致正的面内磁阻。外加面内磁场也会导致有限温度下K的非单调行为。或者,在三重态通道中散射的消失强烈地降低了金属制度深处的铁磁性。这些效应随着载流子密度的降低而减弱。
2002-01-26 cond-mat.mes-hall
Spin Hall magnetoresistance in antiferromagnet/heavy-metal heterostructures
研究了重金属Pt和反铁磁绝缘体NiO双层异质结构薄膜中的自旋霍尔磁电阻效应。当旋转外部磁场在NiO的易平面,我们记录的纵向和横向电阻率的Pt层,并观察到一个振幅调制与自旋霍尔磁电阻。与共线亚铁磁体上的Pt相比,调制相移90°,并且其幅度随着磁场的大小而强烈增加。我们在一个综合模型中解释了所观察到的自旋霍尔磁电阻的磁场依赖性,并考虑了磁场引起的反铁磁体中畴结构的修改。通过这个通用模型,我们能够进一步估计反铁磁体中磁弹性耦合的强度。我们的详细研究表明,自旋霍尔磁电阻是一个通用的工具,调查的磁性自旋结构以及磁弹性效应,即使在反铁磁多畴材料。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Magnetoresistance Induced by a Non-Equilibrium Proximity Effect
我们报告各向异性磁电阻在铂|Y3Fe5O12双层膜。尽管Y3Fe5O12是非常好的电绝缘体,但Pt层的电阻反映了其磁化方向。即使在Pt和Y3Fe5O12之间插入Cu层,该效果仍然存在,不包括界面处的感生平衡磁化的贡献。相反,我们表明,这种效应起源于直接和反向自旋霍尔效应的协同作用,因此称之为“自旋霍尔磁阻”。"
2012-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of spin-orbit magnetoresistance in CoFeB/heavy metal/MgO with existence of both spin Hall effect and Edelstein effect
本文报道了铁磁金属/重金属/MgO体系中自旋轨道磁电阻效应的观测结果。我们测量了CoFeB/HM/MgO和CoFeB/HM(HM = Pt和Ta)薄膜的磁电阻随重金属(HM)厚度的变化。在CoFeB/HM/MgO薄膜中,除了常规的自旋霍尔磁电阻(SMR)峰外,在HM厚度为1 ~ 2 nm时,还出现了另一个磁电阻比峰,这是CoFeB/HM薄膜所没有的。我们推测,在我们的实验中观察到的SOMR起源于HM/MgO界面的自旋轨道耦合。我们给出了样品的边界条件,并基于自旋扩散方程计算了理论磁电阻。根据理论结果,我们可以解释我们观察到的两个峰分别来自自旋霍尔效应和Edelstein效应产生的自旋电流。
2020-05-22 cond-mat.mes-hall
Theory of Spin Hall Magnetoresistance from a Microscopic Perspective
本文提出了一种与磁性绝缘体接触的金属自旋霍尔磁电阻的理论。我们表示的自旋混合电导,这支配的现象学的效果,在界面的微观参数和自旋-自旋关联函数的表面上的磁性绝缘体的本地时刻。自旋混合电导的磁场和温度依赖性导致了由于界面处Hanle效应和自旋混合之间的相互作用而导致的电阻的丰富行为。我们的理论为理解重金属与不同种类的磁性绝缘体接触的实验提供了一个有用的工具,并预测了磁电阻的惊人行为。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall