Tunable long-distance spin transport in a crystalline antiferromagnetic iron oxide.
Tunable long-distance spin transport in a crystalline antiferromagnetic iron oxide.
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在结晶抗磁铁氧化铁中可调长距离自旋转运。
DOI：
10.1038/s41586-018-0490-7
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发表时间：
2018-09
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Kläui M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lebrun R;Ross A;Bender SA;Qaiumzadeh A;Baldrati L;Cramer J;Brataas A;Duine RA;Kläui M
自旋电子学使用自旋，电子的固有角动量，作为电子电荷的替代。其长期目标是开发超越摩尔的低功耗技术设备，最近演示了自旋信号在铁磁绝缘体上的长距离传输。反铁磁有序材料是最常见的一类磁性材料，与铁磁系统相比具有几个关键的优势。反铁磁体不表现出净磁矩，使其稳定且不受外部场的影响。此外，它们可以在THz频率下工作。虽然它们的性质预示着自旋传输，以前的间接观察表明，通过反铁磁体的自旋传输仅限于几纳米。在这里，我们利用自旋霍尔效应进行自旋注入，演示了自旋电流通过最常见的反铁磁氧化铁单晶赤铁矿（α-Fe 2 O3）的长距离传播。我们通过界面自旋偏置来控制自旋电流的流动，利用外加磁场来调节反铁磁共振频率。这种简单的反铁磁绝缘体在超过数十微米的距离上平行于尼尔序传递自旋信息。这种新发现的机制可以像最适合的复杂铁磁体中的净磁矩一样有效地传输自旋。我们的研究结果铺平了道路，超快，低功耗的反铁磁绝缘体为基础的自旋逻辑器件的操作，没有磁场，在室温下。
Spintronics uses spins, the intrinsic angular momentum of electrons, as an alternative for the electron charge. Its long-term goal is to develop beyond-Moore, low-dissipation technology devices, recently demonstrating long-distance transport of spin signals across ferromagnetic insulators. Antiferromagnetically ordered materials, the most common class of magnetic materials, have several crucial advantages over ferromagnetic systems. Antiferromagnets exhibit no net magnetic moment, rendering them stable and impervious to external fields. Additionally, they can be operated at THz frequencies. Although their properties bode well for spin transport, previous indirect observations indicate that spin transmission through antiferromagnets is limited to only a few nanometers. Here we demonstrate the long-distance propagation of spin-currents through single-crystalline hematite (α-Fe2O3), the most common antiferromagnetic iron oxide, exploiting the spin Hall effect for spin injection. We control the spin-current flow by the interfacial spin-bias, tuning the antiferromagnetic resonance frequency with an external magnetic field. This simple antiferromagnetic insulator conveys spin information parallel to the Néel order over distances exceeding tens of micrometers. This newly-discovered mechanism transports spin as efficiently as the net magnetic moments in the best-suited complex ferromagnets. Our results pave the way to ultra-fast, low-power antiferromagnet-insulator-based spin-logic devices that operate, without magnetic fields, at room temperature.
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影响因子：
4
作者：
Jungfleisch, M. B.;Lauer, V.;Hillebrands, B.
通讯作者：
Hillebrands, B.
影响因子：
3.7
作者：
Ellis, David S.;Weschke, Eugen;Rothschild, Avner
通讯作者：
Rothschild, Avner
DOI：
10.1002/pssb.2220560117
发表时间：
1973-01-01
期刊：
PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC RESEARCH
影响因子：
--
作者：
MORRISON, BR;MORRISH, AH;TROUP, GJ
通讯作者：
TROUP, GJ
影响因子：
8.6
作者：
Qaiumzadeh, Alireza;Skarsvag, Hans;Brataas, Arne
通讯作者：
Brataas, Arne
影响因子：
4
作者：
Castel, V.;Vlietstra, N.;van Wees, B. J.
通讯作者：
van Wees, B. J.