自旋转变材料中温度调制的自旋泵浦
2021-04-21康婷焦虎军
康婷,焦虎军
(山西大学 物理电子工程学院,山西 太原 030006)
0 引言
在自旋电子学领域,自旋流的产生和探测一直是重要的研究课题[1]。目前实验中常采用铁磁共振的方法(即自旋泵浦)产生自旋流[1-3]。早期实验中,Urban等人研究了单层和多层膜情况下界面作用导致的Gilbert耗散问题[4],Mizukami等人研究了三明治结构中的铁磁共振线宽问题[5]。之后,Mosendz等人基于自旋泵浦的实验测量了各种材料的自旋霍尔角[6],Azevedo等人在磁性双层膜中实现了自旋泵浦并测量了各向异性磁阻[7]。Ando等人、Chen等人分别在磁性半导体中完成了自旋泵浦实验[8-9]。Tang等人实现了在石墨烯中的自旋泵浦实验[10]。除上述直流自旋泵浦效应外,交流自旋泵浦效应也被理论上提出[11]并在实验上实现[12-13]。由自旋泵浦产生的自旋流可由逆自旋霍尔效应测量,即由于自旋轨道相互作用注入的自旋流可以转化为可测量的横向电荷流或电压差[1-2,14]。目前,实验已经在铟锡氧化物(ITO)|钇铁石榴石(YIG)中观测到由自旋泵浦导致的逆自旋霍尔效应[15]。由于要考虑自旋泵浦的温度效应,选择温度效应明显的一类分子基磁存储材料——自旋转变配合物[16-17]。Cambi和Szego最早在这类配合物中发现了温致自旋转变(spin-transition)现象[18],即配合物中心过渡金属离子的自旋状态在温度调制下可在低自旋(low-spin,LS)态和高自旋(high-spin,HS)态之间转换。自旋转变配合物在自旋转变出现的同时会伴随一些协同效应,如配合物颜色的改变[19]、热滞效应[20]等。近来,Schafer等人发现了一种单核Fe(II)的自旋转变配合物并研究了其滞后效应[21]。……