Electric detection of spin wave resonance using inverse spin-Hall effect

逆スピンホール効果を用いたスピン波共鳴の電気的検出

家田 淳一   

Ieda, Junichi

NiFe/Pt複合薄膜細線におけるスピン波共鳴を逆スピンホール効果(ISHE)を用いて調べる。NiFe層におけるスピン波は、スピンポンピング(磁化運動によるスピン流生成)を誘起し、発生したスピン流はPt層におけるISHEにより電流に変換される。スピン流の流れの向き、及びスピン偏極方向とともに直交する方向に起電力の発生を確認した。この起電力をランダウ・リフシッツ・ギルバート方程式とスピンポンピングの理論を組合せたモデルにより解析する。解析の結果、起電力の大きさはスピン波の吸収強度に比例していることがわかった。これにより、ナノ構造磁性体におけるスピン波共鳴の電気的な測定が可能であることが明らかになった。

Spin wave resonance in NiFe/Pt thin wire arrays has been investigated using the inverse spin-Hall effect (ISHE). The spin wave in the NiFe layer drives spin pumping, generation of spin currents from magnetization precession, and the pumped spin current is converted into a charge current by ISHE in the Pt layer. We found an electromotive force (emf) transverse to the spatial and the spin-polarization directions of the spin current. The induced emf can be analyzed by a model calculation based on the Landau-Lifshitz-Gilbart equation combined with spin pumping theory. The results show that the amplitude of the emf is proportional to the spin wave resonance absorption intensity, enablingthe electric measurement of spin wave resonance in nanostructured magnetic systems.