Влияние намагниченности на эффективность спиновой накачки в двухслойной структуре ферромагнетик-нормальный металл

Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2020. Т. 157. С. 272–280.

Демидов В. В., Ацаркин В. А., Шайхулов Т.

Исследуется проблема генерации спинового тока и его преобразования в электрические сигналы в тон-
копленочных двухслойных структурах ферромагнетик – немагнитный металл. Это направление представ-
ляет значительный научный интерес и перспективно для применений в спинтронике. В данной работе
экспериментально исследована структура LSMO/Pt, состоящая из эпитаксиальной пленки ферромаг-
нитного манганита La2/3Sr1/3O3, выращенной на монокристаллической подложке NdGaO3 и покрытой
пленкой платины. Генерация спинового тока осуществлялась методом спиновой накачки при возбужде-
нии в слое ферромагнетика ферромагнитного резонанса, детектирование проводилось по электрическому
напряжению USP , возникающему в слое немагнитного металла благодаря обратному спиновому эффекту
Холла. Благодаря относительно низкой температуре Кюри (около 350 К), использование LSMO позво-
лило детально исследовать влияние намагниченности ферромагнитного слоя на генерацию спинового
тока в температурном диапазоне (100–350) К. При этом последовательно учитывалось влияние формы
линии ферромагнитного резонанса, представляющей собой свертку однородных (лоренцевых) спиновых
пакетов и неоднородного гауссового уширения (модель Фойгта). В результате анализа всех параметров,
определяющих величину USP , получена температурная зависимость смешанной спиновой проводимо-
сти, которая оказалась примерно пропорциональной квадрату намагниченности ферромагнетика. Этот
результат сопоставляется с существующими теоретическими моделями.

Ключевые слова: ferromagnetic resonance, ферромагнитный резонанс, spin current, спиновый ток, spin conductance, спиновая проводимость