Особливості мікрохвильової магнетної динаміки у наноструктурах із сильною спін-орбітальною взаємодією

А. М. Коростіль, М. М. Крупа

Інститут магнетизму НАН та МОН України, бульв. Академіка Вернадського, 36б, 03142 Київ, Україна

Отримана: 30.06.2016. Завантажити: PDF

Вивчаються особливості магнетної динаміки, індукованої вхідним зарядовим струмом і спін-орбітальною взаємодією в багатошарових наноструктурах з немагнетними прошарками на основі важких металів зі сильною спін-орбітальною взаємодією. Спіновий Голлів ефект перетворення вхідного зарядового струму в поперечний (відносно зарядового струму) спіновий струм, діючий на магнетну динаміку через передачу спінового крутильного моменту, забезпечує збудження магнетної динаміки, включаючи прецесію та перемикання. Магнетодинамічний ефект ґенерування спінового струму накачки разом зі зворотнім Голловим ефектом перетворення спінового струму в зарядовий струм забезпечує вплив магнетної динаміки на вхідний зарядовий струм. Такі прямий і зворотній впливи між вхідним зарядовим струмом і магнетною динамікою можуть становити основу спін-орбітально керованої осциляції магнетного порядку в феро- або антиферомагнетних прошарках наноструктур. Показано, що досліджувані магнетні наноструктури можуть мати властивості контрольованого мікрохвильового випромінення, що може досягати десятків ТГц у випадку антиферомагнетних матеріялів.

Ключові слова: магнетні наноструктури, спіновий Голлів ефект, спіновий крутильний момент, магнетна динаміка, ефект спінової накачки, спіновий струм, обернений спіновий Голлів ефект.

PACS: 72.25.Mk, 75.47.-m, 75.50.Ee, 75.76.+j, 75.78.-n, 76.50.+g, 85.75.-d

Citation: A. M. Korostil and M. M. Krupa, Features of Microwave Magnetic Dynamics in Nanostructures with Strong Spin–Orbit Interaction, Usp. Fiz. Met., 17, No. 3: 229—251 (2016), doi: 10.15407/ufm.17.03.229

Цитована література (25)

L. Zutic, J. Fabian, and S. Sarma, Rev. Mod. Phys., 76, No. 3: 323 (2004). Crossref
A. Manchon, H. C. Koo, J. Nitta, S. M. Frolov, and R. A. Duine, Nature Mater., 36, No. 7: 871 (2015). Crossref
J. Sinova, S. Valenzuela, J. Wunderlich, C. H. Back, and T. Jungwirth, Rev. Mod. Phys., 87, No. 6: 1213 (2015). Crossref
L. Liu, C.-F. Pai, Y. Li, H. W. Tseng, D. C. Ralph, and R. A. Buhrman, Science, 336: 555 (2012). Crossref
R. H. Liu, W. L. Lim, and S. Urazhdin, Phys. Rev. Lett., 110: 147601 (2013). Crossref
N. V. Volkov, Physics-Uspekhi, 55, No. 6: 263 (2012).
J. E. Hirsch, Phys. Rev. Lett., 83: 1834 (1999). Crossref
E. M. Chudnovsky, Phys. Rev. Lett., 99: 206601 (2007). Crossref
I. M. Miron, G. Gaudin, S. Auffer, B. Rodmacq, A. Schuhl, S. Pizzini, J. Vogel, and P. Gambardalla, Nature Matter., 9: 230 (2010).
A. Manchon and S. Zhang, Phys. Rev. B, 79, No. 10: 094422-1 (2009). Crossref
X. Wang, and A. Manchon, Phys. Rev. Lett., 108: 117201 (2012). Crossref
R. Cheng, J.-G. Zhu, and D. Xiao, arXiv: 01618v1 (2016).
H. V. Gomonay and V. M. Loktev, Phys. Rev. B, 81, No. 5: 144427 (2010). Crossref
R. Cheng and D. Xiao, arXiv: 1509.09229v2 (2016).
Ya. Tserkovnyak and S. A. Bender, Phys. Rev. B, 90, No. 7: 014428 (2014). Crossref
Ya. Tserkovnyak, A. Brataas, and E. W. Bauer, Phys. Rev. B, 66, No. 11: 224403 (2002). Crossref
R. Cheng, J. Xiao, Q. Niu, and A. Brataas, Phys. Rev. Lett., 113: 057601 (2014). Crossref
M. Hagiwara, K. Katsumata, I. Yamada, and H. Suzuki, J. Phys.: Condens. Matter, 8: 7349 (1996). Crossref
P. W. Brouwer, Phys. Rev. B, 58: R10135 (1998). Crossref
O. A. Tretiakov and A. Brataas, Phys. Rev. Lett., 110: 127208 (2013). Crossref
R. Cheng and Q. Niu, Phys. Rev. B, 86, No. 9: 245118 (2012). Crossref
K.-W. Kim, J.-H. Moon., K.-J. Lee, and H.-W. Lee, Phys. Rev. Lett., 108: 217202 (2012). Crossref
C. H. Wong and Ya. Tserkovnyak, Phys. Rev. B, 80, No. 12: 184411 (2009). Crossref
L. Berger, Phys Rev. B, 54, No. 15: 9353 (1996). Crossref
A. Brataas, Ya. Tserkovnyak, and E. W. Bauer, Phys. Rev. B, 66, No. 14: 060404 (2002). Crossref