We present angle dependent measurements of the damping properties of epitaxial Fe layers with MgO, Al and Pt capping layers. Based on the preferential distribution of lattice defects following the crystal symmetry, we make use of a model of the defect density to separate the contribution of two-magnon scattering to the damping from the isotropic contribution originating in the spin pumping effect, the viscous Gilbert damping and the magnetic proximity effect. The separation of the two-magnon contribution, which depends strongly on the defect density, allows for the measurement of a value of the effective spin mixing conductance which is closer to the value exclusively due to spin pumping. The influence of the defect density for bilayers systems due to the different capping layers and to the unavoidable spread in defect density from sample to sample is thus removed. This shows the potential of studying spin pumping phenomena in fully ordered systems in which this separation is possible, contrary to polycrystalline or amorphous metallic thin films.
Understanding Damping Mechanisms via Spin Diffusion Length in Low-damping Li$_{0.5}$Al$_{1.0}$Fe$_{1.5}$O$_4$ Spinel Ferrite Thin Films
Stanford University(斯坦福大学);SLAC National Accelerator Laboratory(SLAC国家加速器实验室);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校)
Divergence between long- and short-wavelength magnon damping in spinel ferrites
Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福材料能源科学研究所,SLAC国家加速器实验室);Department of Physics and Astronomy, University of Iowa(爱荷华大学物理与天文系);Department of Physics, Stanford University(斯坦福大学物理系);Geballe Laboratory for Advanced Materials, Stanford University(斯坦福大学先进材料盖伯实验室);Department of Applied Physics, Stanford University(斯坦福大学应用物理系);Department of Materials Science and Engineering, Stanford University(斯坦福大学材料科学与工程系)
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。
Magnon chiral damping beyond the Dzyaloshinskii-Moriya interaction
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau(莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道分校);Indian Institute of Technology (Indian School of Mines)(印度理工学院(印度矿业学院));Uppsala University(乌普萨拉大学);University of Münster(明斯特大学)
Room-temperature magnon-phonon transduction in high-damping Co/Pt structures
Helmholtz-Zentrum Dresden–Rossendorf(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心);nextnano Lab(nextnano实验室);Fritz Haber Institute of the Max Planck Society(马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所);IT4Innovations, VSB - Technical University of Ostrava(俄斯特拉发技术大学IT4创新研究院);Charles University(查理大学);Chemnitz University of Technology(开姆尼茨工业大学);Dresden University of Technology(德累斯顿工业大学)
Magnons in antiferromagnetic bcc-Cr and Cr$_2$O$_3$ from time-dependent density functional theory
我们应用含时密度泛函理论计算了bcc-Cr和Cr $_2$ O $_3$的横向磁化率,它们分别构成了具有巡回和局域磁矩的反铁磁体的典型例子。交换相关核被重新缩放,以执行戈德斯通条件和磁振子色散关系的基础上提取的对称性分析依赖于广义Onsager关系。这样做,我们的计算产生的特征线性磁振子色散的反铁磁体在长波长的限制。在Cr $_2$ O $_3$的情况下,我们发现,绝热局域密度近似产生一个很好的定性与测量的色散协议,但高估的磁振子速度和带宽的一个因素。包括哈伯德修正提高了磁振子的速度,但在与实验磁振子色散的整体定性协议的代价。对于体心立方铬,我们发现一个尖锐的声学磁振子模式在低能量与以前报道的值一致的速度。在较高的能量下,声磁振子模式变得受到强烈的朗道阻尼,一旦进入Stoner连续谱就迅速消失。除了声磁振子模式,我们还观察到一个额外的集体模式沿$Γ\rightarrow\mathrm{R}$方向的能量为$\sim$ 1 eV,这是位于内部的斯通纳连续,但似乎逃避朗道阻尼的效果。
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。
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。
Effect of interfacial spin mixing conductance on gyromagnetic ratio of Gd substituted Y$_{3}$Fe$_{5}$O$_{12}$
由于Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$及其替代物具有低的本征阻尼,常被用作自旋泵实验中的铁磁层。自旋泵是在铁磁材料和非磁性金属界面产生的界面自旋电流,受自旋混合电导参数$G^{\uparrow\downarrow}$控制。$G^{\uparrow\downarrow}$已被证明可增强铁磁层的阻尼。理论分析表明,$G^{\uparrow\downarrow}$对旋磁比的影响仅来自于其可忽略的虚部。本文研究了$G^{\uparrow\downarrow}$引起的亚铁磁晶格的不同阻尼对Gd取代Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$旋磁比的影响。
Enhanced magnon spin transport in NiFe$_2$O$_4$ thin films on a lattice-matched substrate
我们研究了在镓酸镁尖晶石(MgGa $_2$ O $_4$,MGO)衬底上外延生长的镍铁氧体(NiFe $_2$ O $_4$,NFO)薄膜中的磁振子自旋输运,该薄膜与NFO的晶格失配小至0.78%,导致反相边界缺陷的减少,从而改善了NFO薄膜的磁性能.在非定域输运实验中,增强的信号被观察到的电和热激发的磁振子,和磁振子弛豫长度($λ_m$)的NFO被发现在室温下约为2.5 $μ$ m。此外,在室温和低温下,我们提出了不同的功能,从非本地自旋Seebeck信号所产生的磁振子极化子的形成。我们的研究结果表明,良好的磁振子输运性能(磁振子自旋电导率,$λ_m$和自旋混合电导之间的Pt之间的界面)的NFO薄膜生长在晶格匹配的衬底上,是与钇铁石榴石。