NiFe/Pt薄膜结构的自旋泵浦—逆自旋霍尔效应的研究

发布时间：2021-01-20 13:56

　　新型电子器件的发展越来越受到学术界和工业领域的关注,尤其是自旋电子学这一方向。在自旋器件中,电子的自旋特性作为信息的传输载体,自旋流的产生,传输和探测是其核心技术。本论文重点就自旋流的产生和探测分离技术这两个方面展开研究,分别采用自旋泵浦和逆自旋霍尔效应作为自旋流的产生和检测手段。论文从描述磁矩进动的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程、广义欧姆定律以及自旋扩散等基本原理出发,推导出自旋整流电压VSRE和逆自旋霍尔电压VISHE的表达式,据此提出了旋转磁场角度和翻转样品两种测试方法,用于分离出VSRE和VISHE信号;同时搭建铁磁共振和自旋整流测试平台,并对样品的逆自旋霍尔效应进行测量,并研究了薄膜界面对自旋注入的影响。首先,利用矢量网络分析仪测得铁磁共振线宽等参数,并同自旋整流方法获得的参数对比,结果表明,用两种方法均能得到一致的结果,但在自旋整流方法中,信号的信噪比更高,获得的信号的线性度更好,更方便、可靠地通过数据拟合获得材料参数。对比测试NiFe和NiFe/Pt两样品的结果,表明在双层膜样品由于存在自旋注入导致其的铁磁共振线宽大于单层膜样品。另外,相比于... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状和发展态势
        1.2.1 铁磁共振及自旋整流的测量技术
        1.2.2 自旋霍尔角的研究存在分歧
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 自旋整流及逆自旋霍尔效应相关基础理论
    2.1 磁性薄膜的微波磁学性质
        2.1.1 磁化强度的运动方程
        2.1.2 张量磁导率
        2.1.3 铁磁共振线宽
    2.2 微带线测试夹具基本理论
        2.2.1 传输线理论
        2.2.2 散射参量矩阵
        2.2.3 终端短路微带线测试夹具
        2.2.4 矢量网络分析仪测试铁磁共振
    2.3 自旋整流效应基本理论
        2.3.1 各向异性磁阻效应
        2.3.2 反常霍尔效应
        2.3.3 广义欧姆定律
        2.3.4 自旋整流电压的定量分析
    2.4 逆自旋霍尔效应基本理论
        2.4.1 自旋泵浦理论
        2.4.2 逆自旋霍尔效应理论
    2.5 本章小结
第三章 单层NiFe薄膜的自旋整流效应的测试研究
    3.1 自旋整流测试平台的搭建
    3.2 单层NiFe薄膜磁学参量的测试
    3.3 自旋整流与铁磁共振测试方法的对比
    3.4 本章小结
第四章 双层NiFe/Pt薄膜的逆自旋霍尔效应的测试研究
    4.1 逆自旋霍尔电压的定量分析
    4.2 旋转磁场角度分离电压信号
    4.3 逆自旋霍尔电压的翻转样品测试方法
    4.4 样品电压信号随微波频率功率的变化
    4.5 自旋霍尔角的计算
    4.6 薄膜界面对自旋注入的影响
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
硕士研究期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]NiFe/Pt薄膜中角度相关的逆自旋霍尔效应[J]. 韩方彬,张文旭,彭斌,张万里.  物理学报. 2015(24)
[2]The physics of spin rectification and its application[J]. GUI YongSheng,BAI LiHui,HU CanMing.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2013(01)



本文编号：2989166