Spin conductance of YIG thin films driven from thermal to subthermal magnons regime by large spin-orbit torque
我们报道了一项关于钇铁石榴石（YIG）超薄膜自旋电导的研究，其中自旋输运是通过传播自旋波来提供的，自旋波是通过沉积在顶部的两个Pt丝中的直接和反向自旋霍尔效应产生和检测的。而在低电流的自旋电导是由热磁振子的运输为主，在高电流，自旋电导是由低阻尼非平衡磁振子热化附近的频谱底部的磁振子-磁振子相互作用，从而施加的磁场的敏感性和较长的衰减长度。这张照片得到了微焦点布里渊光散射光谱的支持。
2017-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field dependence of the nonlocal spin Seebeck effect in Pt/YIG/Pt systems at low temperatures
本文报道了Pt/Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）/Pt系统在不同温度$T$（3 K < $T$ < 300 K）下的非局域自旋塞贝克效应（nlSSE）随磁场$B$（10 T）的变化. nlSSE电压随着$B$的增加而相对于输入功率（所施加的充电电流的平方$I^2$）以线性方式减小。当塞曼能量在低温下超过热能时，nlSSE的降低变得显著，这可以解释为与nlSSE相关的磁振子的冻结。此外，我们发现了nlSSE在低温（$T$ < 20 K）下随$I$增加的非线性功率依赖性，在该温度下，$B$诱导的信号降低变得不太明显。我们的实验结果表明，在非线性制度的高能量磁振子的人口超过预期的热能。我们还估计了磁振子自旋扩散长度作为$B$和$T$的函数。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long range pure magnon spin diffusion observed in a non-local spin-Seebeck geometry
利用非局域自旋塞贝克效应测量了热激发磁振子自旋的自旋扩散长度。在钇铁石榴石（YIG）大块单晶中，聚焦激光热激发磁振子自旋。自旋横向扩散，并使用Pt逆自旋霍尔效应检测器进行采样。热输运建模和温度相关的测量表明，虚假的温度梯度下的Pt探测器的情况下，并确认实验几何形状的非局部性质。值得注意的是，我们发现，热激发的磁振子自旋YIG旅行超过120 $μ$ m在23 K，表明它们是强大的非弹性散射。在23 K时，YIG的自旋扩散长度至少为47 $μ$ m，最高可达73 $μ$ m，而在室温下，其自旋扩散长度下降到小于10 $μ$ m.基于这种长的自旋扩散长度，我们设想基于电绝缘但自旋导电材料的热供电自旋电子器件的发展。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Peltier effect in graphene
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学理论科学研究所）；Waseda Institute for Advanced Study, Waseda University（早稻田大学高等研究院）；CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学拓扑量子计算卓越创新中心）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能研究开发机构先进科学研究中心）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学研究中心）
本文研究了石墨烯与铁磁绝缘体异质结构中的反磁效应，通过微观形式主义分析了石墨烯中的自旋积累如何导致结处的温度差，并展示了外部磁场下石墨烯电子能级量子化对自旋翻转散射通道的影响，揭示了自旋驱动热效应的理论框架。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall
Tuning edge localized spin waves in magnetic microstripes by proximate magnetic structures
利用微磁学模拟方法研究了边缘局域自旋波在有/无近磁微结构的钇铁石榴石（YIG）微条中的传播。还观察到坡莫合金（Py）条纹的存在下的色散曲线的分裂。在YIG条纹的两个边缘上的E-SW在相同的频率下具有不同的波长、群速度和衰减长度。Py条纹的作用被认为是不均匀的静态偶极场的源，而没有与YIG的动态耦合。这项工作开辟了新的视角，创新的SW干扰为基础的逻辑器件的设计。
2019-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Differences in the magnon diffusion length for electrically and thermally driven magnon currents in Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$
最近证明有效的传输和操纵自旋信息的磁振子电流开辟了令人兴奋的前景处理信息的设备。通过在相邻的金属层中施加电荷电流，即使在磁性绝缘体中，磁振子电流也可以被电驱动和热驱动。早期的报道在薄的钇铁石榴石（YIG）薄膜的磁振子的扩散长度是独立的偏置方法，但在较厚的膜得到不同的值。在这里，我们研究的磁振子扩散长度的电和热驱动的磁振子电流在线性制度中的2- $μ$ m厚的YIG膜作为温度和磁场的函数。我们的研究结果表明，磁振子扩散长度与磁场的两种偏置方法，并在所有温度从5至300 K，表明亚热磁振子占主导地位的长程输运。此外，我们证明了磁振子扩散长度的值取决于驱动机制，这表明不同的非平衡磁振子分布偏置每种方法。最后，我们证明了热驱动的磁振子电流的磁振子扩散长度是独立的YIG的厚度和材料生长条件，确认这个量是一个内在的参数YIG。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall
Propagating spin waves in nanometer-thick yttrium iron garnet films: Dependence on wave vector, magnetic field strength and angle
我们提出了一个全面的研究纳米厚的钇铁石榴石（YIG）薄膜中传播的自旋波。我们使用宽带自旋波光谱与集成共面波导（CPWs）和微带天线上的连续和图案化的YIG薄膜的顶部，以表征自旋波的波矢高达10 rad/ $μ$ m。所有的薄膜都是通过脉冲激光沉积生长的。从自旋波透射谱，参数，如吉尔伯特阻尼常数，自旋波色散关系，群速度，弛豫时间，和衰减长度推导出和它们的依赖于偏置磁场强度和角度是系统计量。对于40 nm厚的YIG薄膜，我们得到了$3.5 \times 10^{-4}$的阻尼常数和1.2 mm的最大衰减长度。我们的实验揭示了一个强烈的变化的自旋波参数与磁场偏置场和波矢。自旋波性质在高达约30 mT的偏置磁场和高于$θ_{H} = 20^{\circ}$的场角时显著变化，其中$θ_{H} = 0^{\circ}$对应于Damon-Eshbach构型。
2018-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave to optical photon conversion by means of travelling-wave magnons in YIG films
本文从理论上研究了应用于量子信息的基于行波磁振子的微波-光子转换器的效率。该转换器采用外延生长的钇铁石榴石（YIG）薄膜作为传播的介质的旅行磁振子（自旋波）。这种转换是通过磁振子与薄膜的导光模式耦合来实现的。总的微波光子转换效率被发现是大于在一个类似的过程中采用YIG球至少4个数量级。通过从膜产生大长度的光学谐振器（使得行进的磁振子在谐振器长度上形成驻波之前衰减），将能够进一步将效率提高几个数量级，潜在地达到与利用光机械谐振器实现的值类似的值。此外，作为一个剥离的结果，它表明，隔离度大于20 dB的直接插入损耗约5 dBm，可以实现与YIG膜为基础的微波隔离器的应用在量子信息。所提出的基于行进自旋波的QI器件的概念的重要优点是完美的平面几何形状和将该器件实现为混合光-微波芯片的可能性。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Frequency-dependent Phonon-mediated Unidirectional Magnetoresistance in a Metal on an Insulator with Highly Nonequilibrium Magnons
本研究针对重金属/磁性绝缘体双层结构，提出考虑自旋珀尔帖效应、电子-声子散射及磁振子局域非平衡的解析模型，解释了单向磁阻与自旋塞贝克效应的频率依赖性，揭示了热穿透深度与磁振子自旋扩散长度的关联机制。
2022-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin transport parameters of NbN thin films characterised by spin pumping experiments
我们测量了NbN/Y3 Fe_5 O_（12）（YIG）双层膜中的铁磁共振驱动的自旋抽运和逆自旋霍尔效应。由于NbN自旋阱的存在，观察到薄膜YIG的（有效）吉尔伯特阻尼常数的明显增强。通过改变NbN的厚度和自旋扩散理论，我们估计了NbN的自旋扩散长度和自旋霍尔角的室温值分别为14 nm和-1.1 × 10 ~（-2）。此外，我们已经确定的NbN/YIG界面的自旋混合电导为10 nm-2。这些自旋输运参数的实验量化是一个重要的一步，涉及NbN薄膜超导自旋电子器件的发展。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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-wave excitation and propagation in microstructured waveguides of yttrium iron garnet (YIG)/Pt bilayers
我们提出了一个实验研究的自旋波的激发和传播的微结构波导图案从100 nm厚的钇铁石榴石（YIG）/铂（Pt）双层。的自旋波的寿命被发现是超过一个数量级高于在金属结构的大小，尽管事实上，铂帽增强吉尔伯特阻尼。利用微焦点布里渊散射光谱，我们揭示了不同激发频率下的自旋波模式结构。观察到自旋波振幅衰减长度为31 μm，这是向低阻尼、绝缘体基微磁振子迈出的重要一步。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall
Spin-wave propagation in ultra-thin YIG based waveguides
利用自旋波传播谱（PSWS）和相位分辨微聚焦布里渊光散射（μ-BLS）谱研究了厚度为20 nm、宽度为2.5 μm的微加工钇铁石榴石（YIG）波导组件中自旋波的传播。我们表明，自旋波在50个平行波导的传播是强大的对微加工引起的缺陷。研究了Damon-Eshbach（DE）组态在宽激发频率范围内的自旋波传播参数。正如预期的那样，由于其低阻尼，YIG允许自旋波长距离传播（在μ $_{0}$ H = 45 mT时，衰减长度为25 μm）。利用μ-BLS直接映射自旋波，可以重建自旋波色散关系，并证实传播自旋波光谱所揭示的波导中的多模传播。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall
Efficient geometrical control of spin waves in microscopic YIG waveguides
我们通过实验和微磁模拟研究了自旋波在100纳米厚YIG波导中的传播，其中宽度在过渡区从2微米线性减小到0.5微米，过渡区的长度在2.5微米到10微米之间变化。我们表明，这种几何结构导致波长的下转换，从而能够有效地产生波长低至350 nm的波。我们还发现，这种几何形状导致修改的群速度，允许几乎色散传播的自旋波脉冲。此外，我们表明，能量集中的影响超过阻尼在这些YIG波导，导致在过渡区的传播过程中的自旋波强度的整体增加。这些发现可用于提高使用自旋波作为信息载体的磁振子器件的效率和功能。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin transport in an insulating ferrimagnetic-antiferromagnetic-ferrimagnetic trilayer as a function of temperature
本文研究了在较宽温度范围内，铁磁-反铁磁-铁磁三层绝缘膜中热生自旋电流的输运性质。利用Pt中的逆自旋霍尔效应探测了钆镓石榴石（GGG）衬底上的钇铁石榴石（YIG）YIG/NiO/YIG三层膜中由自旋塞贝克效应（SSE）产生的自旋电流。通过研究不同NiO厚度的样品，在室温下确定NiO的自旋扩散长度为4.2 nm。有趣的是，低于30 K，反向自旋霍尔信号与GGG基板。在低温下，信号的场依赖性遵循S=7/2自旋（$\mathrm{Gd^{3+}}$）的布里渊函数。SSE信号在低场的急剧变化是由于YIG磁化的切换。在SSE响应中的宽峰在100 K附近观察到，这与YIG中自旋扩散长度的增加有关。这些观测对于理解自旋电流通过磁性绝缘体的产生和传输特性以及顺磁衬底在自旋电流产生中的作用是重要的。
2019-06-28 cond-mat.mes-hall
Long lifetime of thermally-excited magnons in bulk yttrium iron garnet
自旋电流是由于热流动而在磁性材料中产生的，这种效应称为内禀自旋-塞贝克。这种体玻色子自旋电流由扩散的热磁振子云组成，由磁振子化学势（$μ_{m}$）参数化，在钇铁石榴石（YIG）中具有几微米的扩散长度。瞬态光热测量自旋塞贝克效应（SSE）作为温度的函数揭示了$μ_{m}$的时间演化，由于本征SSE在YIG。界面SSE在< 2 ns while the intrinsic SSE signal continues to evolve at times >500 $μ$ s时发展，主导了体YIG中SSE的温度依赖性。利用有限元方法（FEM）将含时SSE数据拟合到一个多温度耦合自旋/热输运模型中，其中磁振子自旋寿命（$τ$）和磁振子-声子热化时间（$τ_{mp}$）作为拟合参数.从300 K到4 K，$τ_{mp}$的变化范围为1 ~ 10 ns，而$τ$的变化范围为2 ~ 60 $μ$ s，自旋寿命在90 K达到峰值。在低温下，观察到$τ$的减少与铁磁共振测量中报告的杂质弛豫一致。这些结果表明，热磁振子云YIG包含极低频磁振子（~10 GHz）提供光谱洞察微观散射过程中涉及的磁振子自旋/热扩散。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantitative investigation of the inverse Rashba-Edelstein effect in Bi/Ag and Ag/Bi on YIG
逆拉什巴-埃德尔斯坦效应（IREE）是一种自旋转换机制，最近在自旋电子学和凝聚态物理中引起了人们的关注。本文报道了用铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）对Bi/Ag中IREE的研究。我们通过改变Bi和Ag的堆叠顺序制备了两种类型的具有相反方向的Rashba场的样品。IREE产生的电流从两个堆栈中观察到，自旋转换的效率-其特征在于IREE长度-通过考虑到在以前的研究中遗漏的一些贡献进行估计。这项研究提供了一个更深入的了解IREE自旋转换机制：实现高效的自旋电荷转换器件的重要一步。
2017-02-03 cond-mat.mes-hall
Criteria for accurate determination of the magnon relaxation length from the nonlocal spin Seebeck effect
热产生的磁振子的非局域输运不仅揭示了自旋塞贝克效应的潜在机制，而且还允许提取磁性材料中的磁振子弛豫长度（$λ_m$），即热磁振子可以传播的平均距离。在这项研究中，我们实验探索钇铁石榴石（YIG）/铂系统更进一步的范围相比，以前的调查。我们观察到，在长距离（$d$）的非本地SSE信号明显偏离一个典型的指数衰减。相反，由于远离加热器的温度梯度，它们可以由非局域产生的磁振子积累主导，并以几何方式衰减为$1/d^2$。我们强调只关注指数机制的重要性（即，中间距离方案）以提取$λ_m$。利用这一原理，我们研究了$λ_m$作为温度的函数在两个YIG薄膜，这是2.7和50 $μ$ m的厚度，分别。我们发现室温下$λ_m$约为15 $μ$ m，在$T=$ 3.5 K时增加到40 $μ$ m.有限元建模结果与实验研究定性一致，也显示了几何衰减超过指数制度。基于实验和模拟结果，我们提出了从非局域自旋Seebeck效应中提取$λ_m$的一般准则。
2017-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Seebeck effect and ballistic transport of quasi-acoustic magnons in room-temperature yttrium iron garnet films
研究了不同厚度的镀铂钇铁石榴石（YIG）薄膜中纵向自旋塞贝克效应（LSSE）产生的自旋电流的瞬态行为。通过脉冲微波加热Pt层诱导LSSE，并使用相同层中的逆自旋霍尔效应电测量自旋电流。我们证明了LSSE的时间演化是由触发YIG/Pt界面附近热磁振子通量的热梯度的演化决定的。这些磁振子在YIG膜内以恒定的群速度弹道运动，而它们的数量在有效传播长度内呈指数衰减。能量在20 K以上的磁振子的弹道飞行是其几乎线性色散定律的结果，类似于声学声子。通过拟合随时间变化的LSSE信号，不同的膜厚度变化几乎一个数量级，我们发现，有效的传播长度实际上是独立的YIG膜厚度。我们认为这一事实的强有力的支持弹道输运方案-准声学磁振子在室温YIG的弹道传播。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall
Magnon spin transport driven by the magnon chemical potential in a magnetic insulator
我们发展了一个线性响应输运理论的扩散自旋和热输运的磁振子在磁性绝缘体与金属接触。磁振子描述的位置依赖的温度和化学势，由扩散方程与特征弛豫长度。从线性化的玻尔兹曼方程出发，我们推导出长度尺度和输运系数的表达式。对于钇铁石榴石（YIG）在室温下，我们发现，长程输运是由磁振子化学势占主导地位。我们将该模型的结果与最近关于具有Pt接触的YIG的实验进行了比较[L. J. Cornelissen等人，Nat. Phys. 11，1022（2015）]并提取磁振子自旋电导率为$σ_{m}=5\times10^{5}$ S/m。我们的结果的自旋Seebeck系数在YIG同意与已发表的实验。我们的结论是磁振子化学势是一个必不可少的成分的能量和自旋输运的磁性绝缘体。
2016-04-13 cond-mat.mes-hall
Nonlocal magnon spin transport in yttrium iron garnet with tantalum and platinum spin injection/detection electrodes
在非局域实验中研究了磁性绝缘体钇铁石榴石（YIG）中的磁振子自旋输运，并比较了重金属顺磁电极铂（Pt |YIG| Pt）和钽（Ta |YIG| Ta）的磁振子自旋激发和探测。电注入和检测过程依赖于重金属中的（逆）自旋霍尔效应以及重金属处电子自旋和磁振子自旋之间的转换|YIG接口。Pt和Ta具有相反的自旋霍尔角符号。此外，它们与YIG的异质结构具有不同的界面性质，即自旋混合电导。通过改变注入器和探测器之间的距离，研究了磁振子自旋输运。利用基于扩散-弛豫输运理论的电路模型，从Pt和Ta器件中提取了相似的~ 10 μm的磁振子弛豫长度。通过改变注入器和探测器材料，观察到界面性质对磁振子自旋输运的影响。对于Ta器件YIG的自旋混合电导减少与Pt器件相比，这是定量一致的，当比较的依赖性的非本地信号的注入器-检测器的距离与预测从电路模型。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall
Exchange magnetic field torques in YIG/Pt bilayers observed by the spin-Hall magnetoresistance
利用自旋霍尔磁阻（SMR）测量了钇铁石榴石薄膜对Pt薄膜自旋积累的有效场力矩。结果，可以电测量铁磁绝缘层的磁化方向。实验的横向和纵向电阻是很好地描述的SMR的理论模型的直接和逆自旋霍尔效应，对于不同的Pt厚度[3，4，8和35 nm]。采用Pt的自旋霍尔角$θ_{SH}=0.08$，得到了Pt的自旋扩散长度（$λ=1.1\pm0.3$ nm）以及自旋混合电导的实部（$G_r=(7\pm3)\times10^{14}Ω^{-1}$ m $^{-2}$）和虚部（$G_i=(5\pm3)\times10^{13}Ω^{-1}$ m $^{-2}$）及其比值（$G_r/G_i=16\pm4$）.
2013-07-01 cond-mat.mes-hall
Spatially Resolved Thermoelectric Effects in Operando Semiconductor-Metal Nanowire Heterostructures
利用扫描热显微镜研究了铝纳米线连接的纳米级锗片的热电性能。168 nm长的锗段具有与铝丝原子级尖锐的界面，并被Al $_2$ O $_3$壳包围。沿着自加热纳米线的温度分布测量作为所施加的电流的函数，焦耳和珀耳帖效应。开发的分析是能够提取的热和热电性能，包括热导率，热边界电阻的基板和珀尔帖系数从一个单一的测量。我们的研究证明了对自热设备和结构周围的温度进行定量测量的潜力，一直到热载体的散射长度。
2020-06-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Temperature dependence of the effective spin-mixing conductance probed with lateral non-local spin valves
我们报道了正常金属（铝，Al）和磁性绝缘体（$\text{Y}_3\text{Fe}_5\text{O}_{12}$，YIG）之间的有效自旋混合电导的温度依赖性。在YIG和SiO $_2$衬底上制备了以Al为自旋输运通道的非局域自旋阀器件。通过比较两种衬底上Al沟道的自旋弛豫长度，计算了Al/YIG界面在293 K时的有效自旋混合电导（$G_\text{s}$）为$3.3\times10^{12}$ ~ $Ω^{-1}\text{m}^{-2}$.当温度（$T$）从293 K降低到4.2 K时，$G_\text{s}$随$(T/T_\text{c})^{3/2}$的变化而减小，减小幅度达84%.自旋混合电导的实部（$G_\text{r}\approx 5.7\times10^{13}~ Ω^{-1}\text{m}^{-2}$），从实验获得的$G_\text{s}$计算，被发现是近似独立的温度。我们证明了迄今未被认识到低估的$G_\text{r}$提取的自旋信号的调制通过旋转的磁化方向YIG相对于自旋积累方向在Al沟道，这被发现是50倍小于计算值。
2018-12-23 cond-mat.mes-hall
Imaging the Thermalization of Hot Carriers After Thermionic Emission Over a Polytype Barrier
非平衡载流子的热化是热电能量转换的核心。在纳米级系统中，平衡长度可以是系统尺寸的量级，导致热电效应需要被认为是空间分布的情况，而不是局限于结处。载流子和声子之间的能量交换是基本的科学和技术兴趣，但他们的评估提出了重大的实验挑战。我们解决了这些挑战，通过成像的晶体相工程InAs纳米线（NW）设备的珀耳帖效应引起的温度变化。使用高分辨率扫描热显微镜（SThM），我们研究了载流InAs纳米线，其特征在于不同长度的纤锌矿（WZ）在NW的其他锌（ZB）晶相的屏障段。能量势垒充当费米能周围的电子输运的过滤器，从而产生热电效应。我们发现，热化通过电子-声子热交换延伸到整个设备。我们分析了沿纳米线的温度分布，将其与空间相关的热扩散和电子热化模型进行比较。我们能够提取系统的控制性质，包括$223 \pm 9$的电子热化长度，nm，分别由$39 \pm 7$的mV和$89 \pm 21$的V/K的势垒引入的Peltier系数和Seebeck系数，以及$8.9 \pm 0.5$的沿线轴的热导率，W/m/K。最后，我们比较了两种方法来提取难以捉摸的NW和底层衬底之间的热边界电导。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall
Long distance transport of magnon spin information in a magnetic insulator at room temperature
自旋信息的传输已经在各种材料中进行了研究，例如金属，半导体和石墨烯。在这些材料中，自旋通过传导电子的扩散来传输。在这里，我们研究了自旋在磁性绝缘体中的扩散和弛豫，其中大的带隙阻止了电子的运动。然而，自旋仍然可以通过非平衡磁振子的扩散来传输，磁振子是磁有序材料中自旋波激发的量子。在这里，我们的实验表明，这些磁振子可以激发和检测完全电的线性响应，并可以通过磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）的距离高达40微米的自旋角动量。我们确定两个运输制度：扩散限制制度的距离短于磁振子弛豫长度，和弛豫限制制度的较大距离。用一个类似于电子自旋输运的扩散-弛豫模型的模型，在室温下，我们在200 nm的YIG薄膜中提取了磁振子弛豫长度λ = 9.4 μ m。
2015-05-23 cond-mat.mes-hall
Magnetic field dependence of the magnon spin diffusion length in the magnetic insulator yttrium iron garnet
采用非局域磁振子输运测量几何方法，研究了外加磁场对磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）中磁振子扩散自旋输运的影响。我们观察到磁振子自旋扩散长度$λ_m$的减少，增加磁场强度，其中$λ_m$减少从9.6 $\pm1.2$ $μ$ m在10 mT的4.2 $\pm0.6$ $μ$ m在3.5 T在室温下。此外，我们发现必须至少有一个依赖于外部磁场的附加输运参数。我们的结果不能明确地确定这是磁振子平衡密度还是磁振子扩散常数。这些结果是显着的实验中更传统的纵向自旋Seebeck几何，因为磁振子自旋扩散长度设置的自旋Seebeck效应的长度尺度以及相关的理解。
2015-12-04 cond-mat.mes-hall
Magnetic field control of the spin Seebeck effect
研究了外加磁场抑制纵自旋Seebeck效应的原因。对原子自旋模型的随机Landau-Lifshitz-Gilbert运动方程进行了数值模拟，计算了不同磁场强度和不同温度梯度长度尺度下线性温度梯度中的磁振子积累.我们观察到随着磁场的增加，磁振子的积累减少，我们揭示了这种效果的起源是一个场相关的传播磁振子的频率分布的变化。随着场的增加，由于部分频谱的抑制，磁振子自旋电流减小。通过与不同厚度YIG薄膜中依赖于磁场的纵向自旋Seebeck效应的测量结果进行比较，我们发现我们的模型很好地描述了实验数据，证明了这种效应对实验系统的重要性。
2015-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Broad-Wavevector Spin Pumping of Flat-Band Magnons
本研究实验观测了YIG/Pt系统中宽波矢激发下的自旋泵浦增强效应，归因于准平带多色磁子，并实现了磁子空间分离检测以直接提取衰减长度，为自旋波电学探测开辟新途径。
2023-11-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Probing orbital currents through inverse orbital Hall and Rashba effects
Universidade Federal de Pernambuco（巴西伯南布哥联邦大学）；Pontifícia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Universidade Federal de Viçosa（巴西维索萨联邦大学）
研究金属和半导体材料中轨道到电荷转换，揭示逆轨道Hall效应和逆轨道Rashba效应的核心作用，通过SP-FMR和SSE检测轨道电流，发现氧化铜增强信号，提取轨道扩散长度，证实轨道传输存在。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon currents excited by the spin Seebeck effect in ferromagnetic EuS thin films
本研究首次在EuS铁磁绝缘薄膜中观测到自旋塞贝克效应激发的磁振子电流，通过输运测量验证其输运特性并测得约140 nm的扩散长度，补充了纯铁磁绝缘体中磁振子输运的研究空白。
2023-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local spin Seebeck imaging with scanning thermal probe
在这项工作中，我们提出了一个实验的结果，以本地解决自旋Seebeck效应在高品质的Pt/YIG样品。我们通过采用局部加热的扫描热探针来产生高度局部非平衡的自旋电流来实现这一点。为了支持我们的实验结果，我们还提出了一个模型的基础上的非平衡热力学方法，这是在一个很好的协议与实验结果。为了进一步证实我们的结果，我们指数的局部解决自旋Seebeck效应与MFM的局部磁化织构和相关的相应区域。我们假设，这种技术可以成像的磁振子扩散长度内的磁化纹理，因此表征自旋热电子材料在纳米级。
2020-05-18 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
Non-local magnon-based transport in yttrium iron garnet/platinum heterostructures at high temperatures
重金属薄膜中的自旋霍尔效应允许通过磁输运测量来探测相邻磁性绝缘体的磁性。在这里，我们调查的磁阻响应的钇铁石榴石/铂异质结构从室温到超过居里温度$T_\mathrm{C, YIG} \approx 560\,\mathrm{K}$的亚铁磁绝缘体。我们发现，（本地）自旋霍尔磁电阻的幅度从$300\,\mathrm{K}$对$T_\mathrm{C}$单调下降，模仿钇铁石榴石的饱和磁化强度的演变。有趣的是，自旋霍尔磁电阻在$500\,\mathrm{K}$周围消失，远低于$T_\mathrm{C}$，我们将其归因于通过互扩散形成的寄生界面层。如已经报道的，在室温附近，非局部磁振子介导的磁阻表现出幂律缩放$T^α$与$α= 3/2$。在$420\,\mathrm{K}$附近，指数逐渐减小到$α\sim 1/2$，然后非局域磁阻在与自旋霍尔磁阻相似的温度下迅速消失。我们归因于减少$α$在高温下增加的热磁振子人口，这导致增强的非平衡磁振子人口的散射和减少的磁振子扩散长度。最后，我们发现一个磁场无关的偏移电压的非本地信号$T > 470\,\mathrm{K}$，我们通过通常绝缘的钇铁石榴石膜的电子泄漏电流。实际上，该非局部偏移电压是用接近带隙的能量热激活的。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall
