Манганитные гетероструктуры: SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 и Pt/La0.7Sr0.3MnO3 для возбуждения и регистрации спинового тока
- Авторы: Овсянников Г.А.1, Константинян К.И.1, Ульев Г.Д.1,2, Шадрин А.В.1,3, Лега П.В.1,4, Орлов А.П.1
-
Учреждения:
- Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
- Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”, Физический факультет
- Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
- Российский университет дружбы народов
- Выпуск: № 2 (2024)
- Страницы: 81-88
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/257514
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096024020127
- EDN: https://elibrary.ru/AWWJRK
- ID: 257514
Цитировать
Аннотация
Представлены результаты экспериментальных исследований поперечного сечения границ гетероструктур SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 и Pt/La0.7Sr0.3MnO3, в которых при возбуждении ферромагнитного резонанса в пленке La0.7Sr0.3MnO3 возникает спиновой ток, протекающий через границу в структуре. Эпитаксиальный рост тонких пленок иридата стронция SrIrO3 и манганита La0.7Sr0.3MnO3 на монокристаллической подложке (110)NdGaO3 осуществлялся с помощью магнетронного распыления при высокой температуре в смеси газов аргона и кислорода. Спиновая проводимость границы, определяющая амплитуду спинового тока, в общем случае имеющей действительную и мнимую части определялась из частотной зависимости спектра ферромагнитного резонанса пленки La0.7Sr0.3MnO3 и гетероструктур. Показано, что величина мнимой части спиновой проводимости может играть важную роль при определении спинового угла Холла. Для гетероструктур SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 спиновой угол Холла оказался существенно выше (почти на порядок), чем для гетероструктуры Pt/La0.7Sr0.3MnO3.
Об авторах
Г. А. Овсянников
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: gena@hitech.cplire.ru
Россия, Москва
К. И. Константинян
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
Email: karen@hitech.cplire.ru
Россия, Москва
Г. Д. Ульев
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”, Физический факультет
Email: gena@hitech.cplire.ru
Россия, Москва; Москва
А. В. Шадрин
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Email: gena@hitech.cplire.ru
Россия, Москва; Долгопрудный
П. В. Лега
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Российский университет дружбы народов
Email: gena@hitech.cplire.ru
Россия, Москва; Москва
А. П. Орлов
Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
Email: gena@hitech.cplire.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Дьяконов М.И., Перель В.И. // Письма в ЖЭТФ. 1971. Т. 63. С. 657.
- Saitoh E., Ueda M., Miyajima H., Tatara S. // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 88. P. 182509. https://www.doi.org/10.1063/1.2199473
- Mosendz O., Vlaminck V., Pearson J.E., Fradin F.Y., Bauer W. G.E., Bader S. D., Hoffmann A. // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 214403. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.82.214403
- Tserkovnyak Ya., Brataas A., Bauer G.E.W. // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. P. 117601. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.117601
- Sinova J., Valenzuela S.O., Wunderlich J., Back C.H., Jungwirth T. // Rev. Mod. Phys. 2015. V. 87. P. 1213. https://www.doi.org/10.1103/RevModPhys.87.1213
- Chen Y.-T., Takahashi S., Nakayama H., Althammer M., Goennenwein S.T.B., Saitohand E., Bauer G.E.W. // J. Phys. D: Condens. Matter. 2016. V. 28. P. 103004. https://www.doi.org/10.1088/0953-8984/28/10/103004
- Kim J., Sheng P., Takahashi S., Mitani S., Hayashi M. // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 116. P. 097201. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.097201
- Althammer M., Meyer S., Nakayama H., Schreier M., Altmannshofer S., Weiler M., Huebl H., Geprägs S., Opel M., Gross R., Meier D., Klewe C., Kuschel T., Schmalhorst J.-M., Reiss G., Shen L., Gupta A., Chen Y.-T., Bauer G.E.W., Saitoh E., Goennenwein S.T.B. // Phys. Rev. B. 2013. V. 87. P. 224401. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.87.224401
- Kimura T., Otani Y., Sato T., Takahashi S., Maekawa S. // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P. 156601. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.156601
- Ovsyannikov G.A., Shaikhulov T.A., Stankevich K.L., Khaydukov Yu., Andreev N.V. // Phys. Rev. B. 2020. V. 102. P. 144401. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.102.144401
- Shaikhulov T.A., Demidov V.V., Stankevich K.L., Ovsyannikov G.A. // J. Phys.: Conf. Series. 2019. V. 1389. P. 012079. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/1389/1/012079.
- Ovsyannikov G.A., Constantinian K.Y., Stankevich K.L., Shaikhulov T.A., Klimov A.A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2021. V. 54. P. 365002. https://www.doi.org/10.1088/1361-6463/ac07e1
- Zwierzycki M., Tserkovnyak Y., Kelly P.J., Brataas A., Bauer G.E.W. // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 064420. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.71.064420
- Yang F., Hammel P.C. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. P. 2530013. https://www.doi.org/10.1088/1361-6463/aac249
- Nan T., Emori S., Boone C.T., Wang X., Oxholm T.M., Jones J.G., Howe B.M., Brown G.J., Sun N.X. // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. P. 214416. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.91.214416
- Шайхулов Т.А., Овсянников Г.А. // Физика твердого тела. 2018. Т. 60. Вып. 11. С. 2190. https://www.doi.org/10.21883/FTT.2018.11.46662. 22NN
- Crossley S., Swartz A.G., Nishi K.O., Hikita Y., Hwang H.Y. // Phys. Rev. B. 2019. V. 100. P. 115163. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.100.115163
- Huang X., Sayed S., Mittelstaedt J., Susarla S., Karimeddiny S., Caretta L., Zhang H., Stoica V.A., Gosavi T., Mahfouzi F., Sun Q., Ercius P., Kioussis N., Salahuddin S., Ralph D.C., Ramesh R. // Adv. Mater. 2021. P. 2008269. https://www.doi.org/10.1002/adma.202008269
- Dubowik J., Graczyk P., Krysztofik A., Głowinski H., Coy E., Załeski K., Goscianska I. // Phys. Rev. Appl. 2020. V. 13. P. 054011. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13. 054011
- Овсянников Г.А., Константинян К.И, Калачев Е.А., Климов А.А. // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48. № 12. С. 44. https://www.doi.org/10.21883/PJTF.2022.12.52679. 19187
- Gomez-Perez J.M., Zhang X.-P., Calavalle F., Ilyn M., González-Orellana C., Gobbi M., Rogero C., Chuvilin A., Golovach V.N., Hueso L.E., Bergeret F.S., Casanova F. // Nano Lett. 2020. V. 20. P. 6815. https://www.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02834
- Rosenberger P., Opel M., Geprägs S., Hueb H., Gross R., Müller M., Althammer M. // Appl. Phys. Lett. 2021. V. 118. P. 192401. https://www.doi.org/10.1063/5.0049235
- Yi D., Liu J., Hsu S.L., Zhang L., Choi Y., Kim J.W., Chen Z., Clarkson J.D., Serrao C.R., Arenholz E., Ryan P.J., Xu H., Birgeneau R.J., Ramesh R. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2016. V. 113. P. 6397. https://www.doi.org/10.1073/pnas.1524689113
- Nan T., Anderson T.J., Gibbons J., Hwang K., Campbell N., Zhou H., Dong Y.Q., Kim G.Y., Shao D.F., Paudel T.R., Reynolds N., Wang X.J., Sun N.X., Tsymbal E.Y., Choi S.Y., Rzchowski M.S., Kim Y.B., Ralph D.C., Eom C.B. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2019. V. 116. P. 16186. https://www.doi.org/10.1073/pnas.1812822116
- Everhardt A.S., Dc M., Huang X., Sayed S., Gosavi T.A., Tang Y., Lin C.-C., Manipatruni S., Young I.A., Datta S., Wang J.-P., Ramesh R. // Phys. Rev. Material. 2019. V. 3. Iss. 5. P. 051201. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevMaterials. 3.051201