Interface induced inverse spin Hall effect in bismuth/permalloy bilayer

ビスマス/パーマロイ二層膜における界面誘起逆スピンホール効果

Hou, D.*; Qiu, Z.*; 針井 一哉; 梶原 瑛祐*; 内田 健一*; 藤川 安仁*; 中山 裕康*; 吉野 達郎*; 安 東秀*; 安藤 和也*; Jin, X.*; 齊藤 英治

Hou, D.*; Qiu, Z.*; Harii, Kazuya; Kajiwara, Yosuke*; Uchida, Kenichi*; Fujikawa, Yasunori*; Nakayama, Hiroyasu*; Yoshino, Tatsuro*; An, Toshu*; Ando, Kazuya*; Jin, X.*; Saito, Eiji

ビスマス/パーマロイ二層膜における逆スピンホール効果をスピンポンピングを用いて室温下で測定した。その結果、強磁性共鳴の吸収線幅からビスマスが良いスピン吸収材であることわかった。また、二層膜の逆スピンホール電圧と抵抗値の測定により、ビスマス膜厚の増大とともに逆スピンホール電流が減少することを見いだした。これは白金/パーマロイのような従来の二層膜における逆スピンホール効果の理解とは異なるものである。ビスマス/パーマロイ界面のスピン伝導の変調を考慮することで、この逆スピンホール電流の膜厚依存性を定量的に説明できるモデルを構築した。

Inverse spin Hall effect has been investigated in bismuth(Bi)/permalloy(Py) bilayer films by using the spin pumping at room temperature. From the ferromagnetic-resonance-spectrum linewidth data, Bi is proved to be a good spin sink in our structure. We measured inverse spin Hall voltage and conductance of the Bi/Py bilayer and found that the inverse spin Hall current, , decreases with increasing the Bi thickness, which is in contrast to the former understanding in similar bilayer systems, e.g., Pt/Py. We constructed a model to explain the thickness dependence of quantitatively, in which spin transport modulation near Bi/Py interface is considered.