Spin-pumping size effect

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The spatial distribution of magnetization oscillations of pure spin current induced in a thin layer of a non-magnetic conductor due to spin pumping is theoretically investigated. The influence of boundary conditions is studied. It is shown that if the oscillation frequency is lower than the spin relaxation frequency, the voltage at the surface of the conductor layer due to the inverse spin Hall effect is maximum when the layer thickness is close to the spin diffusion length.

About the authors

N. G. Bebenin

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: bebenin@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620108 Russia

References

  1. Dyakonov M.I. (Ed.) Spin Physics in Semiconductor. Second Edition. Springer International Publishing AG, 2017.
  2. Maekawa S., Kikkawa T., Chudo H., Ieda J., Saitoh E. Spin and spin current—From fundamentals to recent progress // J. Appl. Phys. 2023. V. 133. Р. 020902.
  3. Hirohata A., Yamada K., Nakatani Y., Prejbeanu I.-L., Diény B., Pirro P., Hillebrands B.J. Review on spintronics: Principles and device applications // J. Magn. Magn. Mat. 2020. V. 509. P. 166711.
  4. Walowski J., Münzenberg M. Perspective: Ultrafast magnetism and THz spintronics // J. Appl. Phys. 2016. V. 120. P. 140901.
  5. Бебенин Н.Г. Спиновая диффузия и колебания намагниченности при высокочастотной спиновой инжекции // Письма в ЖЭТФ. 2023. Т. 118. С. 338.
  6. Bender S.A., Tserkovnyak Y. Interfacial spin and heat transfer between metals and magnetic insulators // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. P. 140402(R).
  7. Viglin N.A., Ustinov V.V., Demokritov S.O., Shorikov A.O., Bebenin N.G., Tsvelikhovskaya V.M., Pavlov T.N., Patrakov E.I. Electric measurement and magnetic control of spin transport in InSb-based lateral spin devices // Phys. Rev. B. 2017. V. 96. P. 235303.
  8. Виглин Н.А., Никулин Ю.В., Цвелиховская В.М., Павлов Т.Н., Проглядо В.В. Спиновый транспорт в полупроводниках InSb с различной плотностью электронного газа // ЖЭТФ. 2022. Т. 134. С. 866.
  9. Ku J.-H., Chang J., Kim H., Eom J. Effective spin injection in Au film from Permalloy // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 88. P. 172510.
  10. Ament W.S., Rado G.T. Electromagnetic effects of spin wave resonance in ferromagnetic metals // Phys. Rev. 1955. V. 97. P. 1558.
  11. Bass J., Pratt W.P. Spin-diffusion lengths in metals and alloys, and spin-flipping at metal/metal interfaces: an experimentalist’s critical review // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. V. 19. P. 183201.
  12. Устинов В.В., Наумова Л.И., Заворницын Р.С., Ясюлевич И.А., Максимова И.К., Криницина Т.П., Павлова А.Ю., Проглядо В.В., Миляев М.А. Размерные эффекты в магнитосопротивлении нанослоев тантала со спин-орбитальным взаимодействием // ЖЭТФ. 2024. Т. 165. С. 114.
  13. Li J., Appelbaum I. Modeling spin transport with currentsensing spin detectors // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 95. P. 152501.
  14. Wei D., Obstbaum M., Ribow M., Back C.H., Woltersdorf G. Spin Hall voltages from a.c. and d.c. spin currents // Nat. Commun. 2014. V. 5. P. 3768.
  15. Tao X., Liu Q., Miao B., Yu R., Feng Z., Sun L., You B., Du J., Chen K., Zhang S., Zhang L., Yuan Z., Wu D., Ding H. Self-consistent determination of spin Hall angle and spin diffusion length in Pt and Pd: The role of the interface spin loss // Sci. Adv. 2018. V. 4. P. eaat1670.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).