导电氧化铋薄膜的逆自旋霍尔效应

作     者：王孟怡 邱志勇 WANG Mengyi;QIU Zhiyong

作者机构：大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室辽宁省能源材料及器件重点实验室辽宁大连116000 

出 版 物：《中国材料进展》 (Materials China)

年 卷 期：2021年第40卷第10期

页      面：756-761页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(11874098) 兴辽英才计划资助项目(XLYC1807156) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT20LAB111) 

主　　题：氧化铋 导电氧化物 逆自旋霍尔效应 自旋霍尔角 自旋扩散长度 自旋泵浦 

摘      要：自旋霍尔效应及其逆效应作为自旋电子学中实现自旋-电荷转换的核心物理效应,对纯自旋流的产生、探测有着重要的应用价值,是自旋电子器件开发与应用的关键技术节点。对高自旋-电荷转换效率材料体系的探索与开发是该领域的核心课题。以导电氧化铋薄膜为对象,研究其中的逆自旋霍尔效应。采用交流磁控溅射系统,使用氧化铋陶瓷靶制备了不同厚度的导电氧化铋薄膜,并与坡莫合金薄膜构成铁磁/非磁双层自旋泵浦器件,在该器件中首次观测并确认了导电氧化铋薄膜中逆自旋霍尔效应所对应的电压信号。通过逆自旋霍尔电压对氧化铋薄膜厚度的依存关系,定量地估算了氧化铋薄膜的自旋霍尔角及自旋扩散长度。通过提出一种新的具备可观测逆自旋霍尔效应的材料体系,不仅拓展了自旋电子材料的选择空间,也为新型自旋电子器件的设计和应用提供了思路。