Spinovyy tok na granitse 5d−3d epitaksial'nykh oksidnykh plenok (Miniobzor)

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

В настоящей работе представлен обзор экспериментальных исследований электрофизических и магнитных свойств гетероструктуры из сложных оксидов SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3, где наблюдается спиновый ток в условиях ферромагнитного резонанса. Эпитаксиальный рост тонких пленок 5d иридата стронция SrIrO3 с сильным спин-орбитальным взаимодействием и 3d манганита стронция La0.7Sr0.3MnO3 осуществлялся на монокристаллической подложке (110)NdGaO3 методом магнетронного распыления при высокой температуре подложки (7000 ◦С–8000 ◦С) в смеси газов аргона и кислорода с общим давлением 0.3 мБар. Спиновая проводимость границы (spin mixing conductance), имеющая действительную (Re g↑↓) и мнимую (Im g↑↓) части, была определена по частотным зависимостям (в диапазоне 2–20 ГГц) ширины линии и резонансного поля ферромагнитного резонанса гетероструктуры SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3. Спиновый угол Холла (θSH), характеризующий эффективность конверсии спинового тока в электрический при обратном спиновом эффекте Холла был расчитан из данных по измерениям спинового магнитосопротивления гетероструктуры SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3. Величина θSH гетероструктуры SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 оказалась существенно больше (почти в 40 раз), чем для гетероструктуры Pt/La0.7Sr0.3MnO3.

References

  1. E. Dagotto, in Nanoscale Phase Separation and Colossal Magnetoresistance, Springer Series in SolidState Sciences, Springer, Berlin/Heidelberg, Germany (2003).
  2. S. J. Moon, H. Jin, K. W. Kim, W. S. Choi, Y. S. Lee, J. Yu, G. Cao, A. Sumi, H. Funakubo, C. Bernhard, and T. W. Noh, Phys. Rev. Lett. 101, 226402 (2008).
  3. N. A. Spaldin and R. Ramesh, Nat. Mater. 18, 203 (2019).
  4. G. Cao and P. Schlottmann, Rep. Prog. Phys. 81, 042502 (2018).
  5. L. Qi and S.-C. Zhang, Rev. Mod. Phys. 83, 1057 (2011).
  6. D. Yi, J. Liu, S. L. Hsu, L. Zhang, Y. Choi, J.-W. Kim, Z. Chen, J. D. Clarkson, C. R. Serrao, E. Arenholz, P. J. Ryan, H. Xu, R. J. Birgeneau, and R. Ramesh, Proceedings of the National Academy of Sciences 113, 6397 (2016).
  7. T. Nan, T. J. Anderson, J. Gibbons et al. (Collaboration), Proc. Nat. Acad. Sci. USA 116, 16186 (2019).
  8. A. S. Everhardt, M. Dc, X. Huang, S. Sayed, T. A. Gosavi, Y. Tang, C.-C. Lin, S. Manipatruni, I. A. Young, S. Datta, J.-P. Wang, and R. Ramesh, Phys. Rev. Materials 3, 051201 (2019).
  9. J. Nichols, J. Terzio, E. G. Bittle O. B. Korneta, L. E. De Long, J. W. Brill, G. Cao, and S. S. A. Seo, Appl. Phys. Lett. 102, 141908 (2013).
  10. A. Biswas, K. S. Kim, and Y. H. Jeong, Current Applied Physics 17, 605 (2017).
  11. J. H. Gruenewald, J. Nichols, J. Terzic, G. Cao, J. W. Brill, and S. S. A. Seo, J. Mater. Res. 29, 2491 (2014).
  12. D. J. Groenendijk, C. Autieri, J. Girovsky, M. Carmen Martinez-Velarte, N. Manca, G. Mattoni, A. M. R. V. L. Monteiro, N. Gauquelin, J. Verbeeck, A. F. Otte, M. Gabay, S. Picozzi, and A. D. Caviglia, Phys. Rev. Lett. 119, 256403 (2017).
  13. P. Sch¨utz, D. Di Sante, L. Dudy, J. Gabel, M. Stubinger, M. Kamp, Y. Huang, M. Capone, M.-A. Husanu, V. Strocov, G. Sangiovanni, M. Sing, and R. Claessen, Phys. Rev. Lett. 119, 256404 (2017).
  14. M. Imada, A. Fujimori, and Y. Tokura, Rev. Mod. Phys. 70, 1039 (1998).
  15. M. I. Dyakonov and V. I. Perel, JETP Lett. 13, 467 (1971).
  16. E. Saitoh, M. Ueda, H. Miyajima, and S. Tatara, Appl. Phys. Lett. 88, 182509 (2006).
  17. O. Mosendz, V. Vlaminck, J. E. Pearson, F. Y. Fradin, G. E. W. Bauer, S. D. Bader, and A. Hoffmann, Phys. Rev. B 82, 214403 (2010).
  18. Ya. Tserkovnyak, A. Brataas, and G. E. W. Bauer, Phys. Rev. Lett. 88, 117601 (2002).
  19. J. Sinova, S. O. Valenzuela, J. Wunderlich, C. H. Back, and T. Jungwirth, Rev. Mod. Phys. 87, 1213 (2015).
  20. Y.-T. Chen, S. Takahashi, H. Nakayama, M. Althammer, S. T. B. Goennenwein, E. Saitohand, and G. E. W. Bauer, J. Phys. D: Condens. Matter 28, 103004 (2016).
  21. J. Kim, P. Sheng, S. Takahashi, S. Mitani, and M. Hayashi, Phys. Rev. Lett. 116, 097201 (2016).
  22. M. Althammer, S. Meyer, H. Nakayama et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 87, 224401 (2013).
  23. T. Kimura, Y. Otani, T. Sato, S. Takahashi, and S. Maekawa, Phys. Rev. Lett. 98, 156601 (2007).
  24. Y. Kajiwara, K. Harii, S. Takahashi, K. Uchida, M. Mizuguchi, H. Umezawa, H. Kawai, K. Ando,K. Takanashi, S. Maekawa, and E. Saitoh, Nature 464, 262 (2010).
  25. A. Azevedo, L. H. Vilela-Le˜ ao, R. L. Rodr´ıguez-Su´arez, A.F. Lacerda Santos, and S. M. Rezende, Phys. Rev. B 83, 144402 (2011).
  26. H. Kurebayashi, O. Dzyapko, V.E. Demidov, D. Fang, A.J. Ferguson, and S. O. Demokritov, Nat. Mater. 10, 660 (2011).
  27. A.V. Chumak, A.A. Serga, M. B. Jungfleisch, R. Neb, D. A. Bozhko, V. S. Tiberkevich, and B. Hillebrands, Appl. Phys. Lett. 100, 082405 (2012).
  28. T. Nan, S. Emori, C. T. Boone, X. Wang, T. M. Oxholm, J. G. Jones, B. M. Howe, G. J. Brown, and N. X. Sun, Phys. Rev. B 91, 214416 (2015).
  29. K. Kondou, H. Sukegawa, S. Mitani, K. Tsukagoshi, S. Karimeddiny S. Susarla, L. Caretta, H. Zhang, and V.A. Stoica, Appl. Phys. Express 5, 073002 (2012).
  30. X. Huang, S. Sayed, J. Mittelstaedt et al. (Collaboration), Adv. Mater. 33, 2008269 (2021).
  31. S. Crossley, A. G. Swartz, K. Nishio, Y. Hikita, and H.Y. Hwang, Phys. Rev. B 100, 115163 (2019).
  32. L. Liu, G. Zhou, X. Shu et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 105, 144419 (2022).
  33. G. A. Ovsyannikov, T. A. Shaikhulov, K.L. Stankevich, Y. Khaydukov, and N. V. Andreev, Phys. Rev. B 102, 144401 (2020).
  34. T. A. Shaikhulov, V. V. Demidov, K.L. Stankevich, and G. A. Ovsyannikov, J. Phys. Conf. Ser. 1389, 012079 (2019).
  35. G. A. Ovsyannikov, K. Y. Constantinian, K. L. Stankevich, T. A. Shaikhulov, and A.A. Klimov, J. Phys. D: Appl. Phys. 54, 365002 (2021).
  36. Т. А. Шайхулов, Г.А. Овсянников, В. В. Демидов, Н. В. Андреев, ЖЭТФ 155, 135 (2019).
  37. Г. А. Овсянников, К.И. Константинян, Г. Д. Ульев, А.В. Шадрин, П.В. Лега, А.П. Орлов, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования 2, 81 (2024).
  38. M. Zwierzycki, Y. Tserkovnyak, P. J. Kelly, A. Brataas, and G. E. W. Bauer, Phys. Rev. B 71, 064420 (2005).
  39. F. Yang and P. C. Hammel, J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 2530013 (2018).
  40. Г. Д. Ульев, Г.А. Овсянников, К. И. Константинян, И. Е. Москаль, П. В. Лега, РЭНСИТ: Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии 15, 399 (2023).
  41. V. A. Atsarkin, I. V. Borisenko, V. V. Demidov, and T. A. Shaikhulov, J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 245002 (2018).
  42. G. A. Ovsyannikov, K. Y. Constantinian, V. A. Shmakov, A. L. Klimov, E. A. Kalachev, A. V. Shadrin, N. V. Andreev, F. O. Milovich, A.P. Orlov, and P. V. Lega, Phys. Rev. B 107, 144419 (2023).
  43. В. А. Ацаркин, В. В. Демидов, Т. А. Шайхулов, ЖЭТФ 157, 272 (2020).
  44. R. Marmion, M. Ali, M. McLaren, D.A. Williams, and B. J. Hickey, Phys. Rev. B 89, 220404(R) (2014).
  45. K. Ando, T. Yoshino, and E. Saitoh, Appl. Phys. Lett. 94, 152509 (2009).
  46. Г. А. Овсянников, К. И. Константинян, Е. А. Калачев, А. А. Климов, Письма в ЖТФ 48, 44 (2022).
  47. Т. А. Шайхулов, Г. А. Овсянников, Физика твердого тела 60, 2190 (2018).
  48. J. Dubowik, P. Graczyk, A. Krysztofik, H. Glowinski, E. Coy, K. Zaleski, and I. Goscianska, Phys. Rev. Appl. 13, 054011 (2020)
  49. F. D. Czeschka, L. Dreher, M. S. Brandt, M. Althammer, M. Weiler, I.-M. Imort, G. Reiss, A. Thomas, W. Schoch, W. Limmer, H. Huebl, R. Gross, and S. T. B. Goennenwein, Phys. Rev. Lett. 107, 046601 (2011).
  50. Ya. Tserkovnyak, A. Brataas, G. E. W. Bauer, and B. Halperin, Rev. Mod. Phys. 77, 1375 (2005)
  51. P. Rosenberger, M. Opel, S. Gepr¨ags, H. Hueb, R. Gross, M. M¨uller, and M. Althammer, Appl. Phys. Lett. 118, 192401 (2021).
  52. H. Wang, K. Y. Meng, P. Zhang, J. H. Kwon, and H. Yang, Appl. Phys. Lett. 114, 232406 (2019).
  53. Г. Д. Ульев, К. И. Константинян, Г. А. Овсянников, И. Е. Москаль, А. В. Шадрин, Физика твердого тела 66, 1093 (2024).
  54. Г. Д. Ульев, К. И. Константинян, И. Е. Москаль, Г. А. Овсянников, А. В. Шадрин, Радиотехника и электроника 68, 984 (2023).
  55. К. И. Константинян, Г. Д. Ульев, Г. А. Овсянников, В. А. Шмаков, А.В. Шадрин, Ю. В. Кислинский, Физика твердого тела 65, 1176 (2023).
  56. V. V. Demidov, T. A. Shaikhulov, and G. A. Ovsyannikov, J. Magn. Magn. Mater. 497, 165979 (2020).
  57. R. Chaurasia, K. Asokan, K. Kumar, and A. K. Pramanik, Phys. Rev. B 103, 064418 (2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».