YIG薄膜的自旋泵浦效应与界面性质

发布时间：2020-12-16 06:10

　　自旋电子学研究对固体中自旋自由度的有效控制和操纵,如金属和半导体中的自旋极化、自旋动力学、自旋输运和自旋检测等。由于它在信息存储方面的重大应用前景,受到学术界和工业界的高度重视。近年来,纯自旋流的产生、输运和探测的研究在自旋电子学领域受到研究人员的广泛关注。自旋泵浦效应与逆自旋霍尔效应分别作为产生与探测纯自旋流的重要手段被大家广泛应用。许多实验组利用这两种效应来测定重金属、半导体、拓扑绝缘体甚至有机导电高分子等不同材料的自旋霍尔角。铁磁绝缘体钇铁石榴石(YIG),是一种研究自旋相关效应的理想材料,它被广发应用于自旋泵浦效应、自旋塞贝克效应、自旋霍尔磁电阻和自旋波的研究。本毕业论文中,我们利用激光分子束外延生长了高质量的YIG薄膜,并仔细研究了 YIG和Pt以及YIG和有机导电高分子PEDOT:PSS这两个双层膜体系在磁共振时的直流电压来源。我们还研究了自旋波引起的的自旋泵浦效应和YIG/Pt的界面性质。本论文的主要研究内容包括:1、我们通过实验和理论仔细研究了 YIG和Pt双层膜体系在铁磁共振时产生的直流电压信号。这个体系中由自旋泵浦效应和逆自旋霍尔效应产生的直流电压信号关于外加磁场只... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：105 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论和理论基础
    1.1 自旋电子学简介
    1.2 自旋霍尔效应
        1.2.1 自旋-轨道耦合作用
        1.2.2 自旋霍尔效应与逆自旋霍尔效应
        1.2.3 自旋霍尔效应的物理机制
    1.3 自旋泵浦效应
        1.3.1 铁磁共振
        1.3.2 自旋泵浦效应
        1.3.3 自旋整流效应
    1.4 自旋波
        1.4.1 铁磁自旋波理论
        1.4.2 静磁波
        1.4.3 自旋波的激发与探测
    参考文献
第二章 实验技术和方法
    2.1 YIG薄膜的制备
        2.1.1 钇铁石榴石YIG简介
        2.1.2 脉冲激光沉积生长YIG薄膜
    2.2 YIG薄膜的表征
        2.2.1 XRD和AFM表征
        2.2.2 薄膜磁性的测量
        2.2.3 FMR测量共振线宽
    2.3 自旋泵浦效应和自旋波测量系统
    参考文献
第三章 YIG/Pt的自旋整流与自旋泵浦效应
    3.1 引言
    3.2 自旋霍尔磁电阻引起的整流效应
        3.2.1 自旋泵浦效应测量中的反对称信号
        3.2.2 YIG/Pt的自旋霍尔磁电阻
        3.2.3 自旋霍尔磁电阻引起的整流效应—理论部分
        3.2.4 自旋霍尔磁电阻引起的整流效应—实验验证
    3.3 自旋整流与自旋泵浦效应的区分
    3.4 小结
    参考文献
第四章 YIG/PEDOT:PSS中自旋波传热引起的塞贝克效应
    4.1 引言
    4.2 YIG/PEDOT:PSS磁共振时的电压信号
    4.3 自旋霍尔效应机制的排除
2层的对照实验">        4.3.1 中间插入SiO₂层的对照实验
        4.3.2 改变自旋流方向的对照实验
        4.3.3 时间响应的对照实验
    4.4 电压信号的来源——自旋波传热引起的塞贝克效应
        4.4.1 静磁表面波的传热效应
        4.4.2 YIG中自旋波传热导致的温度梯度的测量
        4.4.3 PEDOT:PSS塞贝克系数的测量
    4.5 自旋波传热效应的抑制
    4.6 小结
    参考文献
第五章 YIG中自旋波的自旋泵浦效应
    5.1 引言
    5.2 自旋波引起的自旋泵浦效应的测量
    5.3 偶极-交换自旋波的色散关系
    5.4 自旋波的边界条件与驻波
    5.5 自旋波驻波模式的区分
    5.6 小结
    参考文献
第六章 YIG/Pt界面性质的研究
    6.1 引言
    6.2 生长Pt对YIG界面磁性的影响
    6.3 YIG/Pt界面磁性下降的机制
    6.4 界面磁性下降对自旋混合电导的影响
    6.5 小结
    参考文献
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
博士期间发表论文
致谢



本文编号：2919675