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論文

Experimental investigation of spin Hall effect in indium tin oxide thin film

Qiu, Z.*; 安 東秀*; 内田 健一*; Hou, D.*; 塩見 雄毅*; 藤川 安仁*; 齊藤 英治

Applied Physics Letters, 103(18), p.182404_1 - 182404_3, 2013/10

 被引用回数:15 パーセンタイル:59.37(Physics, Applied)

The inverse spin Hall effect (ISHE) induced by spin pumping in indium tin oxide (ITO) films has been investigated quantitatively. We measured ferromagnetic resonance and electromotive force spectra with changing the ITO thickness in ITO/permalloy bilayer films. The intensity of the observed electromotive force changes systematically with the ITO film thickness, which is consistent with the prediction of ISHE. By using an equivalent circuit model, the spin Hall angle and diffusion length of the ITO film are estimated.

論文

Spin mixing conductance at a well-controlled platinum/yttrium iron garnet interface

Qiu, Z.*; 安藤 和也*; 内田 健一*; 梶原 瑛祐*; 高橋 遼*; 中山 裕康*; 安 東秀*; 藤川 安仁*; 齊藤 英治

Applied Physics Letters, 103(9), p.092404_1 - 092404_4, 2013/08

 被引用回数:97 パーセンタイル:95.88(Physics, Applied)

白金(Pt)/イットリウム鉄ガーネット(YIG)界面を高い精度で制御することに成功し、そのPt/YIG界面におけるスピンミキシングコンダクタンスを研究した。高い結晶性をもつ明瞭な界面が、ミキシングコンダクタンスの最大値を得るためには重要な要素であることを実験的に示した。そのスピンミキシングコンダクタンスはよく制御されたPt/YIG界面において、理論的予想最大値と近い、1.3$$times$$10$$^{18}$$m$$^{-2}$$という値が得られた。

論文

Spin-relaxation modulation and spin-pumping control by transverse spin-wave spin current in Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$

梶原 瑛祐*; 内田 健一*; 菊池 大介*; 安 東秀*; 藤川 安仁*; 齊藤 英治

Applied Physics Letters, 103(5), p.052404_1 - 052404_4, 2013/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:30.5(Physics, Applied)

Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$薄膜面内の温度勾配中における熱流によるスピン緩和の変調について調べた。温度勾配の方向によってY$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$薄膜の強磁性共鳴の線幅、つまりスピン緩和、は増減すること、また、この変調はY$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$薄膜中の熱的に誘起された横スピン波によって生じるスピン移行トルクを原因とすることを明らかにした。それらの実験結果は、Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$に蒸着されたPt薄膜中におけるスピンポンプによって生じるスピン流の大きさはGilbert緩和定数の二乗に反比例し、現象論的なスピンポンプ模型と矛盾しないことを示している。

論文

Interface induced inverse spin Hall effect in bismuth/permalloy bilayer

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*; et al.

Applied Physics Letters, 101(4), p.042403_1 - 042403_4, 2012/07

 被引用回数:60 パーセンタイル:91.48(Physics, Applied)

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。

論文

Geometry dependence on inverse spin Hall effect induced by spin pumping in Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt films

中山 裕康*; 安藤 和也*; 針井 一哉; 吉野 達郎*; 高橋 遼*; 梶原 瑛祐*; 内田 健一*; 藤川 安仁*; 齊藤 英治

Physical Review B, 85(14), p.144408_1 - 144408_7, 2012/04

 被引用回数:161 パーセンタイル:97.96(Materials Science, Multidisciplinary)

強磁性共鳴(FMR)によるスピンポンピングで誘起される逆スピンHall効果(ISHE)の形状依存性を定量的に調べた。Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜のサイズと膜厚を変え、FMRスペクトルとISHEによって誘起される起電力を測定した。薄膜形状を変えるとISHEによって誘起される電流はシステマティックに変化する。スピンポンピングによって誘起されるISHEの膜厚依存性はNi$$_{81}$$Fe$$_{19}$$とPtでは異なっている。

論文

All-oxide system for spin pumping

Qiu, Z.*; 梶原 瑛祐*; 安藤 和也*; 藤川 安仁*; 内田 健一*; 田代 隆治*; 針井 一哉*; 吉野 達郎*; 齊藤 英治

Applied Physics Letters, 100(2), p.022402_1 - 022402_3, 2012/01

 被引用回数:28 パーセンタイル:76.85(Physics, Applied)

単純な酸化物のみからなる系においてスピン波共鳴によるスピンポンプを逆スピンホール効果(ISHE)を用いて詳しく調べた。ランタンドープのイットリウム鉄ガーネット(La:YIG)/インジウムスズ酸化物(ITO)の2層膜においてスピンポンプが生じスピン流がITO層に注入され、それがISHEを通じて起電力として観測される。この起電力は面外磁場角度と励起マイクロ波パワーに依存して観測されたが、これはISHEの理論予測とよい一致を示す。酸化物のみからなる系でのスピンポンプの発見は酸化物スピントロニクスの可能性を広げるものである。

論文

Inverse spin-Hall effect induced by spin pumping in metallic systems

安藤 和也*; 高橋 三郎; 家田 淳一; 梶原 瑛祐*; 中山 裕康*; 吉野 達郎*; 針井 一哉*; 藤川 安仁*; 松尾 衛*; 前川 禎通; et al.

Journal of Applied Physics, 109(10), p.103913_1 - 103913_11, 2011/05

 被引用回数:338 パーセンタイル:99.43(Physics, Applied)

強磁性/常磁性複層系において、スピンポンピングによって誘起された逆スピンホール効果(ISHE)の系統的な研究を行う。強磁性共鳴により駆動されたスピンポンピングが常磁性層にスピン流を注入し、常磁性層におけるISHEの作用によりスピン流に対して横向きに起電力が生じる。Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜系では、強磁性共鳴条件において印加磁場の向きと直交する方向に起電力が発生することがわかった。起電力のスペクトル形状はローレンツ関数を用いてよく再現され、観測された起電力は完全にスピンポンピング誘起のISHEによるものであることを示している。すなわち、本実験ではその他の外的な磁気電圧効果は排除されている。起電力はマイクロ波強度,印加磁場の方向,薄膜の大きさに対し系統的に変化する。この振る舞いはLandau-Lifshitz-Gilbert方程式に基づく理論計算によりよく再現される。また、この起電力は、Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$を強磁性絶縁体Y$$_3$$Fe$$_4$$GaO$$_{12}$$で置き換えたPt/Y$$_3$$Fe$$_4$$GaO$$_{12}$$複層膜系においても観測され、スピンポンピング誘起ISHEが起電力の起源となっていることを示唆している。

論文

Inverse spin-Hall effect induced by spin pumping in different size Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt films

中山 裕康*; 安藤 和也*; 針井 一哉*; 藤川 安仁*; 梶原 瑛祐*; 吉野 達郎*; 齊藤 英治

Journal of Physics; Conference Series, 266, p.012100_1 - 012100_4, 2011/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:96.03

スピン流を電圧に変換する逆スピンホール効果を異なる長さや幅のNi$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜で調べた。スピンポンプによって逆スピンホール効果から生じる電圧を室温で測定した。実験結果から逆スピンホール効果によって発生する電圧はNi$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜の長さに比例することが明らかになった。一方、発生する電圧はNi$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜の幅が変わっても変化しなかった。この結果は逆スピンホール効果を表すモデルと整合する。

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