温度相关的自旋泵浦—逆自旋霍尔效应研究

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1、电子科技大学ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＮＣＩＥＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ论文题目温度相关的自旋泵浦－逆自旋霍尔效应研究专业学位类别工程硕士学号２０１４２２０３０４１３作者姓名李白雪指导教师彭斌教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰

2、写过的研宄成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我…Ｎ丁作的ＮＩ志对本研究所做的任何贡献均ｌＡ在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：：１７□期＞年纱月Ｊｏ日论文使用授权本学位论文作者完全／解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家Ｗ关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被汽阅和仍阅。本人授扠电子科技大学可以将学位论文的企部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文＾（保密的，位论义在解

3、密后应遵守此规定）＿＿作＃签名：导师签名：日期ｊ：ｗ年月分类号密级注1UDC学位论文温度相关的自旋泵浦-逆自旋霍尔效应研究（题名和副题名）李白雪（作者姓名）指导教师彭斌教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2017.11.30论文答辩日期2017.12.07学位授予单位和日期电子科技大学2017年12月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。Studyonthetemperaturedependentspin-pumpingan

4、dinversespinHalleffectAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMasterofEngineeringDiscipline:BaixueLiAuthor:Prof.BinPengSupervisor:SchoolofMicroelectronicandSolid-StateSchool:Electronics摘要摘要随着科学技术的快速发展，各种电器设备均向小型化、集成化、便携式方向发展，传统的半导体器件越来越不能满足人们的

5、需求，而利用电子自旋特性作为能量和信息载体的自旋电子器件具有极低的功耗损失、储能密度大、响应速度快等各种优良的特点，引起了国内外科学家广泛的关注和大量的研究。自旋泵浦-逆自旋霍尔效应作为近几年自旋电子学发现的新效应，研究它的影响因素对于制作自旋电子器件是很有帮助的。本论文就是利用自旋泵浦-逆自旋霍尔效应来作为自旋流的产生和检测手段，采用上下垂直翻转样品的方分离自旋整流电压VSRE和逆自旋霍尔电压VISHE。本论文首先研究了双层FM/NM铁磁性薄膜非磁性NM层厚度对自旋泵浦-逆自旋霍尔效应的影响。NM层的厚度分别为2nm、4nm、6nm、8nm以及

6、10nm，研究材料各种磁学参数以及分离出的自旋整流电压VSRE和逆自旋霍尔电压VISHE随着NM层厚度增加的变化趋势。研究发现随着NM层厚度的增加，铁磁共振线宽H和铁磁共振场H都是呈现逐间增加的趋势，分离得到的自旋整流电压VSRE和r逆自旋霍尔电压VISHE则是呈减小趋势，而通过公式得到的磁学参数阻尼系数随着NM层厚度的增加从0.078增加到0.095，磁各向异性场Hk的绝对值会随着NM层厚度的增加从14.2Oe增加到28.6Oe，但饱和磁化强度Ms则是随着NM层厚度的增加从5106.3Gs减小到4818.8Gs。本论文重点研究了双层FM/N

7、M铁磁性薄膜样品在不同温度下的自旋相关效应。测试温度从80K增加到420K，包含了低温和高温，研究发现在低温80K-300K区间内，材料各种参数随着温度的增加变化趋势不明显，基本为常数；在高温300K-420K温度范围内，各种参数随着温度的增加具有一定的规律，这说明低温对于自旋泵浦-逆自旋霍尔效应的影响不大，高温会对自旋泵浦-逆自旋霍尔效应有一定的影响。研究发现双层FM/NM铁磁性薄膜样品在温度从300K增加到420K时，它的铁磁共振线宽H和铁磁共振场H都是逐渐增大的，磁学参数阻尼系数r从0.067增加到0.071，而饱和磁化强度Ms和磁各向

8、异性场Hk的绝对值随着温度的增加分别从4706.5Gs减小到4434.5Gs，21.5Oe减小到18.5Oe。本论文还研究了三层铁磁性薄