ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2023, № 12 · РАДИОТЕХНИКА

Влияние типа магнитостатической волны на спиновую накачку в микроструктурах жиг/pt

М.Е. Селезнев1, Ю.В. Никулин1, Ю.В. Хивинцев1, С.Л. Высоцкий1, А.В. Кожевников1, В.К. Сахаров1, Ю.А. Филимонов1

1 СФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Саратов, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2023.12.4 УДК 537.6 EDN MVKYEJ

Аннотация

С помощью обратного спинового эффекта Холла (ОСЭХ) экспериментально исследована спиновая накачка бегущими поверхностными (ПМСВ) и обратными объемными (ООМСВ) магнитостатическими волнами в микроструктурах ЖИГ/Pt. Обнаружено, что частотная зависимость ЭДС UОСЭХ(f), генерируемая за счет ОСЭХ, в случае ООМСВ характеризуется максимумом вблизи частоты длинноволной (f0) границы спектра. В случае ПМСВ в зависимости UОСЭХ(f) наблюдаются максимумы как на частоте f0, так и на частоте fs коротковолновой границы спектра ПМСВ. Указанные различия в зависимостях UОСЭХ(f) для ПМСВ и ООМСВ объясняются различием в функциях плотности состояний спиновых волн в спектре ПМСВ и ООМСВ.

  • магнонная спинтроника
  • спиновый ток
  • поверхностные магнитостатические волны
  • обратные объемные магнитостатические волны
  • обратный спиновый эффект Холла
  • ЖИГ/Pt
  • сингулярности Ван Хова
Abstract (in English)

Influence of the type of magnetostatic wave on spin pumping in yig/pt microstructures

Using the inverse spin Hall effect (ISHE), spin pumping by traveling surface waves (MSSW) and backward volume waves (BVMSW) in YIG/Pt microstructures has been experimentally studied. It has been discovered that the frequency dependence of the emf UISHE(f), generated due to the ISHE, in the case of BVMSW is characterized by a maximum near the frequency of the long-wave (f0) spectrum boundary. In the case of a MSSW, the dependence UISHE (f) exhibits maxima both at the frequency f0 and at the frequency fs of the short-wave boundary of the MSSW spectrum. The indicated differences in the dependences UISHE (f) for MSSW and OOMSW are explained by the difference in the functions of the density of states of spin waves in the spectrum of MSSW and BVMSW.

Для цитирования

Селезнев М.Е., Никулин Ю.В., Хивинцев Ю.В., Высоцкий С.Л., Кожевников А.В., Сахаров В.К., Филимонов Ю.А. Влияние типа магнитостатической волны на спиновую накачку в микроструктурах жиг/pt // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – № 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.4

Литература

  1. Chumak A.V. et al. Magnon spintronics //Nature physics. - 2015. - T. 11. - №. 6. - С. 453-461. https://doi.org/10.1038/nphys3347
  2. Guo C.Y. et al. Spin-orbit torque switching in perpendicular Y3Fe5O12/Pt bilayer //Applied Physics Letters. - 2019. - T. 114. - №. 19. C. 1-5. https://doi.org/10.1063/1.5098033
  3. Serga A.A., Chumak A.V., Hillebrands B. YIG magnonics //Journal of Physics D: Applied Physics. - 2010. - T. 43. - №. 26. - С. 264002. https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/26/264002
  4. Rojas-Sánchez J.C. et al. Spin pumping and inverse spin Hall effect in platinum: the essential role of spin-memory loss at metallic interfaces //Physical review letters. - 2014. - T. 112. - №. 10. - С. 106602. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.106602
  5. Manuilov S.A. et al. Spin pumping from spinwaves in thin film YIG //Applied Physics Letters. - 2015. - T. 107. - №. 4. https://doi.org/10.1063/1.4927451
  6. Yang F., Hammel P.C. FMR-driven spin pumping in Y3Fe5O12-based structures //Journal of Physics D: Applied Physics. - 2018. - T. 51. - №. 25. - С. 253001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aac249
  7. Li M. et al. Impact of interfacial chemical state on spin pumping and inverse spin Hall effect in YIG/Pt hybrids //Physical Review B. - 2020. - T. 102. - №. 17. - С. 174435. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.174435
  8. Serha R.O. et al. Low-Damping Spin-Wave Transmission in YIG/Pt-Interfaced Structures //Advanced Materials Interfaces. - 2022. - T. 9. - №. 36. - С. 2201323. https://doi.org/10.1002/admi.202201323
  9. Jungfleisch M.B. et al. Thickness and power dependence of the spin-pumping effect in Y 3 Fe 5 O 12/Pt heterostructures measured by the inverse spin Hall effect //Physical Review B. - 2015. - T. 91. - №. 13. - С. 134407. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.134407
  10. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. - 1994.
  11. Stedman G.E. Fermi's golden rule-An exercise in quantum field theory //American Journal of Physics. - 1971. - T. 39. - №. 2. - С. 205-214. https://doi.org/10.1119/1.1986093
  12. Damon R.W., Eshbach J.R. Magnetostatic modes of a ferromagnet slab //Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1961. - T. 19. - №. 3-4. - С. 308-320. https://doi.org/10.1016/0022-3697(61)90041-5
  13. Van Hove L. The occurrence of singularities in the elastic frequency distribution of a crystal //Physical Review. - 1953. - Т. 89. - №. 6. - С. 1189. https://doi.org/10.1103/PhysRev.89.1189