Manganite Heterostructures: SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 and Pt/La0.7Sr0.3MnO3 for Generation and Registration of Spin Current

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

This paper presents the results of experimental studies of the cross section of the boundaries of the SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 и Pt/La0.7Sr0.3MnO3, heterostructures, in which, upon excitation of ferromagnetic resonance in a La0.7Sr0.3MnO3 film, a spin current arises that flows through the boundary in structure. Epitaxial growth of thin films of strontium iridate SrIrO3 and manganite La0.7Sr0.3MnO3 on a (110) NdGaO3 single-crystal substrate was carried out using magnetron sputtering at high temperature in a mixture of argon and oxygen gases. The spin mixing conductance, which determines the amplitude of the spin current and generally has real Re g↑↓ and imaginary Im g↑↓ parts, was determined from the frequency dependence of the FMR spectrum of the LSMO film and heterostructures. It is shown that the Im g↑↓ quantity, can play an important role in determining the spin Hall angle (θSH) from the angular dependence of the spin magnetoresistance. For the SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 heterostructures, θSH turned out to be significantly higher (almost an order of magnitude) than for the Pt/La0.7Sr0.3MnO3 heterostructure.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

G. Ovsyannikov

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the RAS

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: gena@hitech.cplire.ru
Ресей, Moscow

K. Constantinian

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the RAS

Email: karen@hitech.cplire.ru
Ресей, Moscow

G. Ulev

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the RAS; National Research University “High School of Economy”, The Faculty of Physics

Email: gena@hitech.cplire.ru
Ресей, Moscow; Moscow

A. Shadrin

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the RAS; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: gena@hitech.cplire.ru
Ресей, Moscow; Dolgoprudny

P. Lega

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the RAS; Рeoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: gena@hitech.cplire.ru
Ресей, Moscow; Moscow

A. Orlov

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the RAS

Email: gena@hitech.cplire.ru
Ресей, Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Дьяконов М.И., Перель В.И. // Письма в ЖЭТФ. 1971. Т. 63. С. 657.
  2. Saitoh E., Ueda M., Miyajima H., Tatara S. // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 88. P. 182509. https://www.doi.org/10.1063/1.2199473
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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.
  12. 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
  13. 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
  14. Yang F., Hammel P.C. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. P. 2530013. https://www.doi.org/10.1088/1361-6463/aac249
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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
  21. 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
  22. 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
  23. 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
  24. 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
  25. 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

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. X-ray diffractogram from the SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 heterostructure. The reflection indices from SrIrO3 (SIO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO) and NdGaO3 substrate (NGO) are shown

Жүктеу (195KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. a - Cross section of SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 heterostructure on NdGaO3 substrate obtained by transmission electron microscope. PtT - technological film of platinum deposited on the heterostructure by active chemical atomization. b - Section in enlarged scale. c - Layer-by-layer elemental composition of the heterostructure

Жүктеу (858KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. a - Cross section of Pt/La0.7Sr0.3MnO3 heterostructure on NdGaO3 substrate, obtained on a transmission electron microscope. PtT - technological platinum film, b - layer-by-layer elemental composition of the heterostructure

Жүктеу (590KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Schematic representation of a sample with SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 heterostructure grown on a (110)NdGaO3 substrate with Pt contact pads. The leads for voltage removal are labeled as V1 and V2 - for measuring both longitudinal Rx and Ry transverse spin magnetoresistance

Жүктеу (521KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Angle dependences of normalized magnetoresistance values of a) SrIrO3/La0.7Sr0.3MnO3 and b) Pt/La0.7Sr0.3MnO3 heterostructure taken in the H = 100 Å field at T = 300 K. Experiment - square symbols, approximation - solid line. Longitudinal Rx and transverse Ry magnetoresistance are shown

Жүктеу (665KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

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».