Current-induced vortex displacement and annihilation in a single Permalloy disk
通过测量平面霍尔效应，研究了直流电流注入微米级铁磁圆盘中磁涡旋的感应运动。当外加偏置磁场时，在临界电流下，直流电流注入会产生自旋力矩，将涡旋扫出盘外。由平面霍尔电阻的变化推导出的电流诱导涡核位移与理论预测定量一致。在微分平面霍尔电阻曲线中观察到类似于自旋波激发的峰结构。
2005-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias without directional anisotropy in Permalloy/CoO bilayers
我们利用横向交流磁化率测量来表征铁磁坡莫合金（Py）和反铁磁CoO的原型交换偏置双层的磁各向异性。单向各向异性观察薄Py，但变得可以忽略不计，在较大的Py厚度，即使磁滞回线的方向不对称性仍然显着。额外的磁电测量，磁光成像，以及微磁模拟表明，这些令人惊讶的行为可能与自旋翻转分布的不对称性在CoO中创建的Py磁化反转，这有利于后者的旋转回到其场冷却方向。我们的研究结果提出了新的可能性，有效地实现多稳态纳米磁系统的神经形态应用。
2021-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant Measurement of Non-Reorientable Spin-Orbit Torque from a Ferromagnetic Source Layer Accounting for Dynamic Spin Pumping
使用多层结构包含（钴探测器层）/（铜间隔）/（坡莫合金源极层），我们的实验表明如何不可重定向的自旋-轨道扭矩所产生的坡莫合金源极层（自旋-轨道扭矩的组成部分，不改变坡莫合金磁化旋转时）可以使用自旋扭矩铁磁共振（ST-FMR）与线形分析测量。我们发现，动态自旋泵的磁性层之间施加的扭矩的磁性层大或大于自旋轨道扭矩，因此，如果动态自旋泵被忽略的结果将是一个大的高估的自旋轨道扭矩。然而，这两种效应可以通过执行作为频率的函数的ST-FMR来分离。我们测量一个不可重定向的自旋扭矩比$ξ_{\text{Py}} = 0.04 \pm 0.01$的自旋电流从坡莫合金通过8纳米铜间隔的Co，和动态自旋泵的强度，这是与以前的测量传统的铁磁共振一致。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall
Radiative damping in wave guide based FMR measured via analysis of perpendicular standing spin waves in sputtered Permalloy films
利用矢量网络分析仪铁磁共振（VNA-FMR）测量了75 nm、120 nm和200 nm厚的坡莫合金薄膜中自旋波共振的阻尼$α$。样品和波导之间的电感耦合导致额外的辐射阻尼项。通过测量坡莫合金薄膜中的垂直自旋驻波（PSSW）来确定辐射对整体阻尼的贡献，并将结果与简单的分析模型进行比较。PSSW的阻尼可以完全由三个贡献来解释：固有阻尼、涡流阻尼和辐射阻尼。未观察到其他贡献。此外，还提出了一种确定单共振FMR测量中辐射阻尼的方法。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Spin-Orbit Torques and Magnetic Anisotropy in WSe$_{2}$/Permalloy Bilayers
过渡金属二硫属化物（TMD）是一种在相邻铁磁层上有效产生电流感生自旋轨道力矩的有前途的材料。许多影响，界面和散装，已被提出来解释以前观察到的不同扭矩。然而，到目前为止，还没有明确的共识，微观起源的基础上观察到这些TMD/铁磁双层的自旋轨道扭矩。为了照亮在发挥作用的微观机制，在这里，我们进行厚度依赖的自旋轨道扭矩测量的半导体WSe $_{2}$ /坡莫合金双层与各种WSe $_{2}$层厚度，下降到单层的限制。我们观察到一个大的面外类场转矩与自旋转矩电导率高达$1\times10^4 ({\hbar}/2e) (Ωm)^{-1}$。对于某些器件，我们还观察到一个较小的面内反阻尼类扭矩，自旋扭矩电导率高达$4\times10^{3} ({\hbar}/2e) (Ωm)^{-1}$，与其他TMD为基础的系统。两个扭矩均显示出对WSe $_{2}$厚度没有明显的依赖性，正如Rashba系统所预期的那样。出乎意料的是，我们观察到一个强大的面内磁各向异性-高达约$6.6\times10^{4} erg/cm^{3}$ -诱导坡莫合金由下面的六方WSe $_{2}$晶体。使用扫描透射电子显微镜，我们确认，磁各向异性的易轴对准扶手椅方向的WSe $_{2}$。我们的研究结果表明，铁磁体和TMD之间有很强的相互作用，并揭示了TMD为基础的设备的自旋轨道力矩的性质。这些发现为优化扭矩和与接口磁体的相互…
2021-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-wave dynamics in Permalloy/Cobalt magnonic crystals in the presence of a non-magnetic spacer
本文从理论上研究了在二维双组分磁振子晶体中，铁磁点和铁磁基体之间的非磁性间隔层对自旋波激发频散的影响。通过动力学矩阵方法，我们研究了在坡莫合金矩阵中的钴或坡莫合金点的正方形阵列所代表的厚度不均匀的结构。我们发现，引入一个非磁性间隔显着修改的总内部磁场，特别是在边缘的凹槽和点。这允许操纵自旋波的磁振子能带结构，自旋波定位在点的边缘处或凹槽边缘处的基质材料中。根据微磁学模拟结果，发现了两种端模，端模的局域化区域对相应的频率有显著的影响。我们还表明，与使用一个单一的铁磁材料，它是可能的设计一个磁振子晶体保留性能的双组分磁振子晶体和磁振子反点晶格。最后讨论了非磁性间隔层对群速度和磁振子带宽等技术相关参数的影响。
2017-03-11 cond-mat.mes-hall
Probing magnon-magnon coupling in exchange coupled Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Permalloy bilayers with magneto-optical effects
我们研究了Y-$_3$-$_5$-O $_{12}$（YIG）/坡莫合金（Py）耦合双层膜的磁感应透明（MIT）效应。测量是通过外差检测的耦合磁化动力学，使用一个单一的波长，探测磁光克尔和法拉第效应的Py和YIG，分别。MIT效应的明显特征是由YIG的自旋驻波引起的Py的深调制铁磁共振。我们发展了一个唯象模型，很好地再现了实验结果，包括感生振幅和相位的演变所造成的磁振子-磁振子耦合。我们的工作为研究相位分辨自旋动力学和混合磁振子系统提供了一条新的途径。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong magnon-photon coupling in ferromagnet-superconducting resonator thin-film devices
我们证明了在共面超导谐振器上制作的薄膜坡莫合金器件的强磁振子-光子耦合。对于30 nm厚的坡莫合金条，耦合强度为0.152 GHz，协同系数为68。耦合强度可通过旋转偏置磁场或改变坡莫合金的体积来调节。我们还观察到增强的磁振子-光子耦合的非线性制度的超导谐振器，这是介导的动态磁通涡旋的成核。我们的研究结果表明，未来的集成混合系统的量子磁和片上相干信息传输的关键一步。
2019-02-26 cond-mat.mes-hall
Self-induced inverse spin Hall effect in permalloy at room temperature
逆自旋霍尔效应（ISHE）是自旋轨道相互作用（SOI）导致的自旋电流向电荷电流的转变。在铁磁材料（FM）中，已知SOI有助于反常霍尔效应（AHE）、各向异性磁阻（AMR）和其它自旋相关输运现象。然而，在自旋电子器件的ISHE研究中，FM中的SOI一直被忽略，FM中的“自诱导ISHE”的可能性至今尚未被探索。在本文中，我们演示了FM中ISHE的实验验证。我们发现，自旋泵浦在坡莫合金（Py）薄膜中诱导的自旋电流在薄膜中产生横向电动势（EMF），这是自旋电流与SOI耦合的结果。对照实验排除了自旋整流效应和反常能斯特效应是产生电动势的原因。
2014-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Injection and Detection via the Anomalous Spin Hall Effect in a Ferromagnetic Metal
我们报道了一种新的自旋注入和检测机制，通过反常霍尔效应在铁磁金属。反常自旋霍尔效应（ASHE）是指铁磁体内部产生的横向自旋电流。我们利用ASHE及其相互作用，在非局域几何的磁性绝缘体中电注入和检测磁振子。我们的实验表明，坡莫合金可以有一个更高的自旋注入和探测效率的铂，由于ASHE。我们还证明了通过坡莫合金磁化方向的ASHE的可调谐性，从而为自旋电子学应用创造了新的可能性。
2017-08-05 cond-mat.mes-hall
The Role of Self-Torques in Transition Metal Dichalcogenide/Ferromagnet Bilayers
本研究通过对比MoS2/坡莫合金双层与单层坡莫合金器件的SOT测量，发现自转矩与TMD层转矩存在竞争，且霍尔条尺寸显著影响SOT强度，强调器件细节对厘清SOT微观起源的重要性。
2023-03-08 cond-mat.mes-hall
Intrinsic synchronization of an array of spin-torque oscillators driven by the spin-Hall effect
本文用微磁学方法研究了铂/坡莫合金双层膜中自旋霍尔效应驱动的磁化动力学。在一定的磁场和电流范围内，观察到均匀模式的激发，其特征在于在整个铁磁截面中具有空间分布的功率。我们建议使用双层的铁磁体作为实现自旋力矩振荡器（STO）阵列的基础：坡莫合金铁磁体将作为共享的自由层，而间隔器和偏振器构建在其上。遵循这种策略，整个器件的均匀模式的频率将是相同的，从而产生内在同步。并联连接的STO阵列的同步将允许增加输出功率，如技术应用所需。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and charge interconversion in Dirac semimetal thin films
我们报告的自旋电荷和电荷自旋转换在室温下的异质结构设备，接口的原型狄拉克半金属，Cd 3As 2，与金属铁磁体，Ni0.80Fe0.20（坡莫合金）。自旋-电荷相互转换是由自旋矩铁磁共振和铁磁共振驱动的自旋泵检测到的。自旋力矩铁磁共振的混合电压的对称和反对称分量的分析和自旋泵浦信号的频率和功率依赖性表明，这些过程的行为是一致的，与以前报道的自旋-电荷相互转换机制在重金属，拓扑绝缘体，和Weyl半金属。我们发现，在Cd 3As 2/坡莫合金双层膜的自旋-电荷相互转换的效率可以媲美的重金属。我们讨论了潜在的机制，通过比较我们的结果与第一性原理计算。
2021-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature-Dependent Magnetization Reversal in Exchange Bias NiFe/IrMn/NiFe Structures
研究了坡莫合金中Ni相对含量为40%和75%的NiFe/IrMn/NiFe薄膜结构在80 ~ 300 K温度范围内的反磁化特性。在磁滞回线的下降分支，两个铁磁层的磁化反转顺序被发现依赖于NiFe合金的类型。在Ni相对含量为75%的样品中，底部铁磁层先于顶部铁磁层反转。相反，在Ni含量为40%的样品中，顶部铁磁层先于底部铁磁层反转。这些磁化反转的趋势在整个温度范围内保持不变。这些区别可以解释为基于两种类型坡莫合金的样品中界面的形态和结构差异。
2018-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of transparency of platinum-ferromagnet interface in determining intrinsic magnitude of spin Hall effect
自旋霍尔效应（SHE）在具有显著自旋-轨道耦合的材料中将电荷电流在正交方向上转换为纯自旋电流，转换效率由自旋霍尔角（SHA）描述。SHA可以很容易地通过使用所产生的自旋电流来激发或旋转铁磁薄膜或纳米元件的磁化通过自旋转移扭矩来推断。一些最大的自旋扭矩导出的自旋霍尔角（ST-SHA）已经在铂中报道。在这里，我们表明，使用自旋扭矩铁磁共振（ST-FMR）测量，Pt-铁磁界面的自旋电流的透明度起着核心作用，在确定的ST-SHA的大小。当界面被假设为完全透明时，我们在Pt/钴（~0.11）中测量到比Pt/坡莫合金（~0.05）双层大得多的ST-SHA。考虑到这些接口的透明度，从自旋混合电导，我们发现，在铂的固有SHA有一个更高的值为0.19 +- 0.04相比，ST-SHA。界面透明度的重要性进一步举例说明原子级薄的磁性层的插入在Pt/坡莫合金界面，我们强烈调制的ST-SHA的大小。
2015-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectral Characteristics of the Microwave Emission by the Spin Hall Nano-Oscillator
我们利用微波光谱学研究了由纯自旋电流在坡莫合金膜中局部诱导的磁化振荡，所述纯自旋电流是由于相邻Pt层中的自旋霍尔效应而产生的。振荡频率低于坡莫合金的铁磁共振，表明该振荡形成自局域非传播自旋波孤子。在低温下，光谱特性与传统的自旋极化电流驱动的自旋力矩纳米振荡器非常相似。然而，振荡的线宽随温度呈指数增加，并且在铁磁共振以下的光谱中出现额外的峰，这表明光谱特性是由两个局域动力学状态之间的相互作用决定的。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measuring the magnetic anisotropy of the spin Hall effect and spin relaxation length in nickel and permalloy via electrical spin injection
University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；University Grenoble Alpes, CEA, CNRS, Grenoble INP, SPINTEC（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、CEA、CNRS、Grenoble INP、SPINTEC）；Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen（泽尔尼克先进材料研究所、格罗宁根大学）
本研究通过电自旋注入测量镍和坡莫合金中自旋霍尔角与自旋弛豫长度的磁各向异性，发现两者反向变化导致自旋-电荷转换输出近完全抵消。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall
Standing spin-wave mode structure and linewidth in partially disordered perpendicularly magnetized sub-micron Permalloy disc arrays
驻波自旋波模式的频率和线宽在部分无序的垂直磁化阵列的亚微米坡莫合金磁盘测量使用宽带铁磁共振和分析结果相比，从一个单一的，孤立的磁盘。所测得的模式结构定性地再现了理论预期的结构。拟合的退磁参数随着阵列无序度的增加而减小。第一和第二径向模式之间的频率差被发现是更高的测量阵列系统比理论预测的孤立盘。连续自旋波模式之间的相对频率不受阵列中的盘的长程有序的减少的影响。观察到在低施加磁场下自旋驻波共振线宽的增加，并且随着阵列无序度的增加而变得更加严重。
2014-07-16 cond-mat.mes-hall
Transverse instabilities of multiple vortex chains in superconductor-ferromagnet bilayers
利用扫描隧道显微镜和Ginzburg-Landau模拟研究了NbSe $_2$ -坡莫合金超导体-铁磁体磁耦合双层膜中的涡旋结构.具有条纹畴结构的坡莫合金薄膜在超导体中产生周期性的局域磁感应强度，为外加的磁通量量子提供一系列的钉扎-反钉扎通道。这种横向限制的Abrikosov涡形成准一维阵列（链）。多链态之间的跃迁是通过中间场的扭结传播而发生的。在高场，我们表明，该系统成为非线性的，由于在两个涡的数量和限制潜力的变化。由此产生的涡流结构的纵向不稳定性导致涡流在反钉扎通道中“悬浮”。
2009-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantifying spin Hall angles from spin pumping: Experiments and Theory
自旋霍尔效应甚至在磁性材料中混合自旋和电荷电流，因此最终可以允许使用自旋输运而不需要铁磁体。我们展示了如何自旋霍尔效应可以量化集成坡莫合金/正常金属（N）双层共面波导。通过自旋泵浦，可以利用铁磁共振以可控的方式产生N中的直流自旋电流。沿坡莫合金/N检测到的横向直流电压具有来自各向异性磁阻（AMR）和自旋霍尔效应的贡献，这可以通过它们的对称性来区分。我们提出了一个理论，可以解释这两种情况。用这种方法，我们定量地确定了Pt，Au和Mo的自旋霍尔角。这种方法可以很容易地适用于任何导电材料，甚至非常小的自旋霍尔角。
2010-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced DC Spin Pumping into a Fluctuating Ferromagnet near Tc
直流自旋泵浦的线性响应公式，即，从旋进铁磁体到相邻自旋阱的自旋注入，是为了描述自旋阱中自旋涨落引起的多体效应。结果表明，当采用Tc附近的巡游铁磁体作为自旋阱时，由于进动铁磁体/自旋阱界面自旋电导的涨落增强，自旋抽运大大增加.作为一个例子，用自洽重整化方法分析了坡莫合金到镍钯合金（Tc ~ 20 K）的增强自旋抽运，预测这种增强可达10倍。
2014-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging non-standing spin-waves in confined micron-sized ferromagnetic structures under uniform excitation
一个非常设字符的直接成像的自旋波在受限的微米级Aluminium坡莫合金（Ni \textsubscript{80} Fe \textsubscript{20}）结构的证据一起报告的可能性，以改变所观察到的状态，通过修改样品的几何形状。使用微磁学模拟的自旋波模式激发坡莫合金条纹随着准均匀模式的存在进行了计算。使用时间分辨扫描透射X射线显微镜并结合铁磁共振激发方案（STXM-FMR）在直接空间中对预测的自旋波进行成像。STXM-FMR测量揭示了自旋波的非驻波特性。微磁学模拟和STXM-FMR结果表明，在不同的样品结构中，局域磁场会影响自旋波的观测特性。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit-coupling induced domain-wall resistance in diffusive ferromagnets
我们调查扩散运输通过一些畴壁（DW）的重要磁性合金坡莫合金的配置文件同时考虑到非共线，合金无序，自旋轨道耦合完全量子力学，从第一原理。除了观察已知的磁化偏轨和各向异性磁阻效应，我们发现了一个以前没有确定的贡献，来自自旋轨道耦合介导的自旋翻转散射纹理扩散铁磁体的DW的电阻。这种绝热DW电阻（其应该存在于所有扩散DW中）可以通过在适当设计的纳米线中以系统的方式改变DW宽度来观察。
2012-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relation between spin Hall effect and anomalous Hall effect in 3$d$ ferromagnetic metals
本文研究了三种$d$铁磁金属（Fe、Co、坡莫合金（Ni、$_{81}$、Fe、$_{19}$ ; Py）和Ni）在不同的磁电阻率和温度下的自旋霍尔效应（SHE）和反常霍尔效应（AHE）机制。在声子散射可以忽略的低温下，Py中SHE和AHE的斜散射系数与其自旋极化有关。然而，这种简单的关系在更高温度下对Py以及在任何温度下对其他铁磁金属都不成立。我们发现，在一般情况下，SHE和AHE之间的关系更为复杂，与SHE的温度依赖性比AHE强得多。
2019-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torques in NbSe$_2$/Permalloy bilayers
我们目前的测量产生的电流引起的自旋-轨道扭矩的NbSe $_2$，一个全金属的过渡金属二硫属化物材料，使用自旋扭矩铁磁共振（ST-FMR）技术与NbSe $_{2}$ /坡莫合金双层膜。除了从金属NbSe $_{2}$层中的电流流动中预期的面外奥斯特扭矩之外，我们还观察到具有扭矩传导性$σ_{S} \approx 10^{3} (\hbar / 2e)$（$Ω$ m）$^{-1}$的面内抗阻尼扭矩和指向与奥斯特扭矩相反的面外扭矩的弱场状贡献的指示。此外，在一些样品中，我们还测量了具有$\hat{m} \times \hat{z}$形式的面内场状扭矩，其中$\hat{m}$是坡莫合金磁化方向，$\hat{z}$垂直于样品平面。该组分的尺寸在样品之间变化很大，并且与NbSe $_{2}$厚度不相关。NbSe $_{2}$的体对称性不允许这种形式的扭矩，但与在器件制造期间可能导致的单轴应变的对称性破坏一致。
2018-01-22 cond-mat.mes-hall
Quantitative magneto-optical investigation of superconductor/ferromagnet hybrid structures
我们提出了一个详细的定量磁光成像研究的几个超导体/铁磁体混合结构，包括铌沉积在顶部的热磁图案化的钕铁硼，坡莫合金/铌与可擦除和定制的磁景观印在坡莫合金层。磁光成像数据的补充和扫描霍尔探针显微镜测量相比。已经开发了用于校准、测试和将法拉第旋转数据转换为磁场图的全面协议。应用于所获得的数据，它们揭示了超导体从由磁性层产生的较大场和场梯度的背景中的相对较弱的磁响应。
2018-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Direct observation of current-induced nonlinear spin torque in Pt-Py bilayers
该研究通过大直流电流下的ST-FMR并结合单向自旋霍尔磁阻测量，在Pt-坡莫合金双层膜中直接观测并解释了电流诱导的非线性自旋转矩，为非线性自旋电子器件和时变磁性超材料提供基础。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negligible thermal contributions to the spin pumping signal in ferromagnetic metal-Platinum bilayers
铁磁共振自旋泵浦是测定各种材料的自旋霍尔角、Edelstein长度或自旋扩散长度的最常用技术之一。近年来，人们对这些实验的解释越来越关注，强调信号可能纯粹来自热电效应，而不是相干自旋泵浦。在这里，我们提出了一种方法，通过结合测辐射热法和铁磁共振测量的自旋泵浦，并比较它们的时间尺度，来评估自旋泵浦信号中是否存在热效应。利用谐振腔对Pt \Permalloy和La 0.7Sr 0.3MnO 3 \Pt样品进行了实验，我们得出结论，没有任何可测量的热电贡献，如自旋Seebeck和共振时的反常能斯特效应
2020-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange-dominated Standing Spin Wave Excitations under microwave irradiation in Ni80Fe20 Thin Films
利用零差探测技术研究了两种不同的面内磁化坡莫合金薄膜的铁磁共振和自旋驻波激发的微波辅助直流电压。铁磁共振谱的线形以及铁磁共振和自旋驻波的色散曲线与前人的研究一致，而对这两种激发的直流电压谱的进一步研究表明：1.与铁磁共振信号不同，自旋驻波激励的反对称线形不依赖于辅助微波的电磁相对相位;它们的直流电压谱的线宽是不同的。应用Landau-Lifshitz-Gilbert方程，从交换作用的角度讨论了自旋驻波的复杂自旋动力学。
2013-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Gilbert Damping in Thin Ferromagnetic Films
使用散射矩阵的方法，旋进的铁磁体的磁化被证明转移到相邻的正常金属层的自旋。自旋的这种"泵送“减慢了进动，这与朗道-利夫希茨方程中增强的吉尔伯特阻尼因子相对应。阻尼用铁磁体-正常金属界面的散射矩阵表示，该矩阵可用于模型计算和第一性原理计算。我们对坡莫合金薄膜的估计解释了最近实验中观察到的趋势。
2002-08-14 cond-mat.mes-hall
Standing spin waves in Permalloy-NiO bilayers as a probe of the interfacial exchange coupling
本文通过静态、动态测量与微磁模拟研究Py/NiO双层膜，发现PSSW频率增强及模式杂化源于界面交换耦合，并提出以PSSW探测该耦合。
2024-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin filtering in a hybrid ferromagnetic-semiconductor microstructure
我们制作了一个混合结构，其中钴和坡莫合金微磁体产生一个局部的平面内自旋相关的势垒的高迁移率的电子在GaAs/AlGaAs界面。自旋效应在弹道输运中在几十毫特斯拉的外场范围内观察到，并且归因于塞曼和斯特恩-格拉赫模式之间的切换-前者在低电子密度下占主导地位。
2004-04-13 cond-mat.mes-hall
Efficient injection and detection of out-of-plane spins via the anomalous spin Hall effect in permalloy nanowires
我们报道了一种新的机制，通过反常自旋霍尔效应（ASHE），其中的自旋积累的方向可以通过操纵铁磁体的磁化强度控制的电注入和检测的面外自旋积累。这种机制与自旋霍尔效应（SHE）不同，在SHE中，沿着平行于界面的固定方向产生自旋累积。我们证明了这种独特的属性的ASHE在纳米线制成的坡莫合金（Py），注入和检测出平面自旋积累的磁性绝缘体，钇铁石榴石（YIG）。我们表明，注射/检测的平面外自旋的效率可以高达50%的平面内自旋。我们进一步报告的可能性，以检测平行于Py/YIG接口的自旋完全面向面外方向的自旋电流，导致在非本地磁振子自旋信号的符号反转。我们已经证明的新机制与自旋扭矩器件和应用高度相关。
2018-05-29 cond-mat.mes-hall
Anomalous Inverse Spin Hall Effect (AISHE) due to Unconventional Spin Currents in Ferromagnetic Films with Tailored Interfacial Magnetic Anisotropy
本文研究倾斜沉积坡莫合金薄膜中由界面磁各向异性诱导的非常规自旋流，提出反常逆自旋霍尔效应（AISHE）并在室温下实现直接检测，通过谐波霍尔信号分析证实了单层铁磁体中自旋轨道矩的存在。
2024-05-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous spin Hall angle of a metallic ferromagnet determined by a multiterminal spin injection/detection device
本文报道了铁磁金属合金钴铁（Co $_{25}$ Fe $_{75}$，CoFe）中反常自旋霍尔角的测定。这是通过测量自旋注入/检测效率的多终端设备与纳米线的铂（Pt）和CoFe沉积到磁性绝缘体钇铁石榴石（Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$，YIG）。应用自旋电阻模型，我们的多终端自旋输运数据，我们确定在YIG的磁振子电导率，在YIG/CoFe界面的自旋电导，最后的异常自旋霍尔角CoFe作为其自旋扩散长度的函数在一个单一的设备。我们的实验清楚地揭示了一个负的反常自旋霍尔角的铁磁金属CoFe，但一个消失的普通自旋霍尔角。这与铁磁金属Co和坡莫合金的结果相反。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection and spin accumulation in permalloy-copper mesoscopic spin valves
研究了横向自旋阀器件中自旋电流的电注入和探测，采用坡莫合金（Py）作为铁磁注入和探测电极，铜（Cu）作为非磁性金属。我们的多终端的几何形状允许我们在实验上区分不同的磁阻信号，1）自旋阀效应，2）异常磁阻（AMR）效应和3）霍尔效应。我们发现，AMR贡献的Py接触可以远远大于自旋阀效应的幅度，使得它不可能观察到的自旋阀效应在一个“传统”的测量几何。然而，这些“接触”磁阻信号可用于监测磁化反转过程，使得可以确定自旋阀器件的Py接触的磁切换场。在“非局部”自旋阀测量中，我们能够完全隔离自旋阀信号，并在T=4.2 K和室温下观察到清晰的自旋累积信号。在T= 4.2K和室温下，我们分别得到了1 μ m和350 nm的自旋扩散长度。
2001-11-06 cond-mat.mes-hall
Thermal spin injection and interface insensitivity in permalloy/aluminum metallic non-local spin valves
我们目前的测量热和电自旋注入纳米金属非局域自旋阀（NLSV）结构。通过测量使用微机械Si-N热隔离平台制成的代表性膜的Seebeck系数和热导率，我们使用简单的分析和有限元热模型来确定驱动热自旋注入的热梯度上的限制，并计算自旋相关的Seebeck系数为$-0.5\ μ\mathrm{V}/\mathrm{K}< S_{s}<-1.3\ μ\mathrm{V}/\mathrm{K}$。这是可比的绝对塞贝克系数的分数到以前的结果，尽管显着较小的电自旋注入信号。由于小的电自旋信号可能是由界面效应引起的，我们得出结论，热自旋注入是不太敏感的FM/NM接口，并可能受益于一层氧化的铁磁体，这进一步刺激了在传感器和纯自旋电流源中的应用热自旋注入的兴趣。
2016-03-27 cond-mat.mes-hall
Effect of nanostructure layout on spin pumping phenomena in antiferromagnet/ nonmagnetic metal/ ferromagnet multilayered stacks
在这项工作中，我们专注于磁弛豫Mn $_{80}$ Ir $_{20}$（12 nm）/ Cu（6 nm）/ Py（$d_\mathrm{F}$）反铁磁/Cu/铁磁（AFM/Cu/FM）多层膜的铁磁坡莫合金层的厚度不同。一个有效的FM-AFM的相互作用介导的导电电子在Cu-Cu间隔-自旋泵效应-被检测为铁磁共振（FMR）谱的线宽的增加和共振磁场的移位。我们进一步发现，实验上的自旋泵浦诱导的线宽的贡献是成反比的Py层的厚度。我们表明，这种厚度依赖性可能源于原子力显微镜层中的自由和局部自旋的耗散动力学。所得结果可用于定制的自旋电子器件的耗散特性，包括反铁磁层。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave nonreciprocity and magnonic band structure in thin permalloy film induced by dynamical coupling with an array of Ni stripes
控制自旋波在磁介质中传播的一种有效方法是使用称为磁振子晶体（MC）的周期性图案。然而，由于对尖锐界面的要求，具有纳米尺度周期性的MC特别是双组分的制造是一项具有挑战性的任务。另一种解决方法是使用周期性改变的均匀铁磁薄膜。该结构也适用于利用表面自旋波的非互易性质。在这项工作中，我们证明了磁振子能带结构形成薄坡莫合金薄膜由于动态静磁耦合附近的表面镍条。我们发现，带隙宽度可以系统地调整薄膜和条纹之间的夹层厚度的变化。我们还显示了非互易性的效果，这是看到在带隙边缘从布里渊区边界移动，也在非互易性的相互作用中传播的自旋波在Py膜中的自旋驻波在Ni条纹。我们的发现为进一步研究和利用磁振子器件中的非互易性和能带结构提供了可能。
2017-06-10 cond-mat.mes-hall
Thermographic measurements of spin-current-induced temperature modulation in metallic bilayers
自旋-热电流转换效应已在双层膜组成的顺磁金属（PM; Pt，W，或Ta）和铁磁金属（FM; CoFeB或坡莫合金）进行了研究。当向PM/FM双层膜施加充电电流时，由于PM中的自旋霍尔效应，在PM/FM界面上产生自旋电流。自旋电流被发现表现出冷却和加热功能取决于PM的自旋霍尔角的符号，其中自旋电流诱导的贡献估计通过减去FM单层膜中的异常Ettingshausen效应的贡献。我们还发现，自旋电流引起的温度调制的Pt/CoFeB膜的幅度大于，但相当于在Pt/坡莫合金膜，虽然自旋的依赖性的Peltier系数CoFeB预计将大于坡莫合金。我们讨论了观察到的行为的起源与模型计算的帮助下，PM/FM膜中的信号可能包含的贡献，不仅从电子驱动的自旋相关的珀尔帖效应，但也从磁振子驱动的自旋珀尔帖效应。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional spin-orbit torque in transition metal dichalcogenide/ferromagnet bilayers from first-principles calculations
基于最近在\ch{WTe2} /坡莫合金双层膜系统中观察到的非常规类面外阻尼力矩，我们采用第一性原理和线性响应理论计算了二维过渡金属二硫属化物（TMD）-铁磁体异质结构中产生的自旋轨道力矩.我们的\ch{WTe2} /Co和\ch{MoTe2} /Co异质结中的自旋轨道转矩的数值计算显示了传统的和新颖的阻尼类torkances（转矩每电场）具有可比的幅度，周围$100~\hbar/2e~(\rm Ω\cdot cm)^{-1}$，电场施加垂直于TMD层的镜面。为了进一步了解阻尼扭矩的来源，我们计算了TMD和Co层之间的自旋电流通量，并发现两个量之间的良好协议。这表明，传统的阻尼类自旋-轨道扭矩的图片，其中扭矩的结果从自旋霍尔效应加上自旋转移扭矩，主要适用于TMD/Co双层系统。
2020-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent and incoherent magnons induced by strong ultrafast demagnetization in thin permalloy films
本研究利用TR-MOKE研究Ni80Fe20薄膜激光激发后的相干自旋动力学，发现相干进动寿命随外磁场增加，需由非线性磁振子相互作用及非相干磁振子比例变化解释。
2023-08-14 cond-mat.mes-hall
Experimental demonstration and analysis of random field effects in ferromagnet/antiferromagnet bilayers
30多年前，Malozemoff（Phys.Rev.B35，3679（1987））假设在铁磁体（F）和反铁磁体（AF）之间的界面处的交换相互作用可以充当有效的随机场，其可以深刻地影响系统的磁性。然而，到目前为止，这一假设还没有得到直接的实验验证。我们利用磁电测量来分析坡莫合金/CoO界面的有效交换场。我们的结果不能用准均匀有效交换场来解释，但与Malozemoff的随机场假设一致。该方法为存储、传感和计算等领域中磁性异质结构的有效交换场和各向异性的定量分析开辟了一条新的途径。
2020-04-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium Transport in Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Diffusive Junctions: Interplay between Proximity Effect and Ferromagnetism
发展了扩散超导体/弱铁磁体/超导体（SFS）结的I-V特性理论。我们表明，交换场$h$的铁磁体表现为一个额外的电导峰在$eV \sim Δ+h$在相位相干制度，当无扰能量的超导序参量的顺序。过剩电流表现出对交换场的非单调依赖性和非平凡的温度行为，这强烈地受到交换场的温度依赖性的影响。
2006-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-dependent Seebeck coefficients of Ni_{80}Fe_{20} and Co in nanopillar spin valves
利用纳米柱自旋阀器件，我们实验测定了坡莫合金（Ni_{80} Fe_{20}）和钴（Co）的自旋相关Seebeck系数。这些器械专门设计用于将热相关效应与电荷相关效应完全分离。通过纳米柱自旋阀（由非磁性层（N）分隔的两个铁磁层（F）的堆叠）的纯热流导致与铁磁体的自旋相关塞贝克系数S_{S} = S_{\uparrow} - S_{\downarrow}成比例的热电压，其中S_{\uparrow}和S_{\downarrow}是上自旋和下自旋电子的塞贝克系数。通过使用基于自旋相关热电理论的三维有限元模型（3D-FEM），其输入材料参数在单独的设备中测量，我们能够准确地确定钴和坡莫合金的自旋相关塞贝克系数为-1.8微伏/开尔文和-4.5微伏/开尔文，分别对应于0.08和0.25的塞贝克系数极化P_{S} = S_{S} / S_{F}，其中S_{F}是铁磁体的塞贝克系数。结果与Co/Cu多层膜的早期理论工作以及Ni_{80} Fe_{20} /Cu自旋阀结构的自旋相关Seebeck和自旋相关Peltier测量结果一致。
2012-06-08 cond-mat.mes-hall
Optimization of Multi-Frequency Magnonic Waveguides with Enhanced Group Velocities by Exchange Coupled Ferrimagnet/Ferromagnet Bilayers
我们报告的宽带光谱和数值分析，我们探讨传播自旋波的磁性双层组成的23 nm厚的坡莫合金膜沉积在130 nm厚的$Y_{3}Fe_{5}O_{12}$。在双层中，我们观察到一个特征模式，表现出相当大的群速度在小平面内磁场比静磁和垂直自旋驻波。利用有限元方法，我们通过模拟模式分布和色散关系证实了观测结果。它们说明了由于在界面处的交换耦合的自旋波模式的杂交。在双层中发现的高速传播模式可以用于配置多频率自旋波通道，从而增强基于自旋波的逻辑器件的性能。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Collective ferromagnetism of artificial square spin ice
研究了大面积坡莫合金人工正方形自旋冰阵的总磁矩随温度和磁场的变化关系。的温度依赖性和滞后行为是一致的相干磁化反转中预期的Stoner-Wohlfarth模型，具有明显的偏差，由于在小的晶格间距岛间的相互作用。通过微磁学模拟，我们探讨了这种行为，并证明了偏差的结果越来越复杂的磁化反转在小的晶格间距，岛间相互作用引起的，并严重依赖于岛的形状的细节。这些结果建立了新的手段来调整人工自旋冰结构和其他相互作用的纳米磁体系统，如图案化的磁介质的物理特性。
2022-06-28 cond-mat.mes-hall
Layer-dependent spin-orbit torques generated by the centrosymmetric transition metal dichalcogenide $β$-MoTe$_2$
具有足够低的晶体对称性和强的自旋-轨道相互作用的单晶材料可用于在相邻铁磁体上产生新颖形式的自旋-轨道扭矩，例如先前在WTe $_2$ /铁磁体异质结构中观察到的面外反阻尼扭矩。在这里，我们提出了测量的低对称性材料$β$ -MoTe $_2$，它不像WTe $_2$保持体反转对称性所产生的自旋轨道扭矩。我们测量$β$ -MoTe $_2$ /坡莫合金异质结构的自旋-轨道扭矩使用自旋扭矩铁磁共振作为晶体取向和MoTe $_2$厚度下降到单层极限的函数。我们观察到一个平面外的反阻尼扭矩的自旋扭矩传导性强的1/3的WTe $_2$，表明体反转对称性的自旋产生材料中的破坏是不是一个必要的要求产生一个平面外的反阻尼扭矩。我们还测量了$β$ -MoTe $_2$厚度的意外依赖性--当$β$ -MoTe $_2$为单层或三层厚时，MoTe $_2$ /坡莫合金异质结构中存在面外反阻尼扭矩，但对于双层$β$ -MoTe $_2$的器件，该扭矩变为零。
2019-06-03 cond-mat.mes-hall
Spin-wave-induced corrections to the electronic density of states in metallic ferromagnets
计算了自旋波介导的电子间相互作用对无序铁磁金属中电子态密度的修正。我们的计算对于铁磁体中的交换分裂远小于费米能的情况是有效的，但我们没有对交换分裂的相对大小和弹性电子散射时间作任何假设。在"干净的限制"，交换分裂是远远大于电子散射率，我们发现一个修正与T ^{d/2}温度依赖性，其中d是铁磁体的有效维数。在相反的"脏极限"中，态密度修正是能量和温度的非单调函数。
2013-10-13 cond-mat.mes-hall
Proximity effect-assisted absorption of spin currents in superconductors
从理论上研究了铁磁接触动力学向超导体注入纯自旋电流的问题。考虑到界面处的序参量的抑制（逆邻近效应）和自旋翻转散射的能量依赖性，我们确定了与温度相关的铁磁共振线宽展宽。我们的结果与最近的实验在铌|坡莫合金双层膜[C. Bell等人，arXiv：cond-mat/0702461]。
2007-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay between intra- and inter-nanowires dynamic dipolar interactions in the spin wave band structure of Py/Cu/Py nanowires
我们从实验和理论上研究了宽度为280 nm、间距为80 ~ 280 nm的坡莫合金（10 nm）/铜（5 nm）/坡莫合金（30 nm）纳米线阵列的可重编程自旋波能带结构。我们发现，取决于线间分离，反平行配置，其中两个坡莫合金层的磁化指向相反的方向，在特定的磁场范围内是稳定的，从而使我们能够直接比较能带结构与平行排列。我们表明，集体自旋波的布洛赫型传播通过阵列与不同的磁振子带宽的结果之间的相互作用的内和纳米线间的动态偶极相互作用。通过考虑两个铁磁层中的动态磁化和它们的平均值之间的相位关系（同相或异相）来实现详细的理解，例如它们是否具有静止或传播特性。这项工作开辟了磁场控制的可重构层状磁振子晶体，可用于未来的纳米磁振子自旋电子器件的道路。
2019-03-07 cond-mat.mes-hall
Angle-Dependent Magnetoresistance Induced by Interface-Generated Spin Current in RuO$_2$/Permalloy Heterostructures
Institute of Physics, Johannes Gutenberg-University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）；Department of Physics, Indiana University（印第安纳大学物理系）；Center for Spinelectronic Materials and Devices, Department of Physics, Bielefeld University（比勒费尔德大学自旋电子材料与器件中心）；Department of Physics, Center for Quantum Spintronics, Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学量子自旋电子学中心物理系）
研究RuO₂/Permalloy异质结构中界面生成自旋电流对磁电阻的影响，发现界面效应主导磁电阻行为。
2026-02-06 cond-mat.mes-hall
Interface-driven spin-torque ferromagnetic resonance by Rashba coupling at the interface between non-magnetic materials
Rashba-Edelstein效应源于电子的自旋与其动量之间的相互作用，该相互作用由界面或表面处的自旋-轨道相互作用引起。结果表明，逆Rashba-Edelstein效应可用于将自旋电流转换为电荷电流。在这里，我们证明了Bi/Ag Rashba接口甚至可以驱动相邻的铁磁体共振。我们采用了自旋扭矩铁磁共振激发/检测计划，这是最初开发的散装自旋轨道效应，自旋霍尔效应。在我们的实验中，直接Rashba-Edelstein效应从驱动相邻坡莫合金（Py，Ni 80 Fe 20）层中的磁化旋进的交变充电电流产生振荡自旋电流。磁化动态的电检测是通过由各向异性磁阻引起的时间相关的多层电阻的整流机制来实现的。
2015-08-06 cond-mat.mes-hall
Spin-wave-induced correction to the conductivity of ferromagnets
我们计算了由于自旋波介导的电子-电子相互作用对无序铁磁金属电导率的修正。这种修正是Altshuler-Aronov修正对自旋波介导相互作用的推广。我们导出了自旋波介导相互作用中电导率对最低阶的修正和交换分裂$Δ$远小于费米能的极限的一般表达式。对于一个“干净”的铁磁体与$Δτ_{\rm el}/\hbar \gg 1$，与$τ_{\rm el}$杂质散射的平均时间，我们发现一个修正$δσ\propto -T^{5/2}$在温度$T$以上的自旋波隙。在相反的“脏”极限$Δτ_{\rm el}/\hbar \ll 1$中，校正是温度的非单调函数。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall
