Observation of spin-orbit effects with spin rotation symmetry.
Observation of spin-orbit effects with spin rotation symmetry.
复制标题
DOI：
10.1038/s41467-017-00967-w
复制
发表时间：
2017-10-13
影响因子：
16.6
通讯作者：
Fan X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Humphries AM;Wang T;Edwards ERJ;Allen SR;Shaw JM;Nembach HT;Xiao JQ;Silva TJ;Fan X
自旋轨道相互作用使得充电电流和自旋电流之间能够相互转换。通常认为，在非磁性金属（NM）或NM/铁磁金属（FM）双层界面中，自旋轨道效应的对称性要求自旋电流、电荷电流和自旋方向都彼此正交。在这里，我们证明了 NM/FM 界面附近存在自旋轨道效应，当自旋极化绕磁化强度旋转时，该效应表现出与传统自旋霍尔效应截然不同的对称性，以下称为自旋旋转对称性。这些结果意味着，只需使用磁化强度与充电电流共线的 FM/NM 双层，即可通过面内充电电流生成垂直极化自旋电流。使用典型磁性材料产生任意极化自旋电流的能力将有利于磁存储器的发展。利用自旋轨道相互作用将电荷转换为自旋电流在自旋电子学中具有有用的应用，但对称约束可能限制对自旋极化的控制。在这里，作者展示了具有不同对称性的自旋轨道效应，这可能有助于产生任意的自旋极化。
The spin–orbit interaction enables interconversion between a charge current and a spin current. It is usually believed that in a nonmagnetic metal (NM) or at a NM/ferromagnetic metal (FM) bilayer interface, the symmetry of spin–orbit effects requires that the spin current, charge current, and spin orientation are all orthogonal to each other. Here we demonstrate the presence of spin–orbit effects near the NM/FM interface that exhibit a very different symmetry, hereafter referred to as spin-rotation symmetry, from the conventional spin Hall effect while the spin polarization is rotating about the magnetization. These results imply that a perpendicularly polarized spin current can be generated with an in-plane charge current simply by use of a FM/NM bilayer with magnetization collinear to the charge current. The ability to generate a spin current with arbitrary polarization using typical magnetic materials will benefit the development of magnetic memories. Converting charge to spin currents using spin–orbit interactions has useful applications in spintronics but symmetry constraints can limit the control over spin polarization. Here the authors demonstrate spin–orbit effects with a different symmetry, which could help generate arbitrary spin polarizations.
登录
查看更多内容
影响因子：
16.6
作者：
Johansson, Henrik J.;Sanchez, Betzabe C.;Mundt, Filip;Forshed, Jenny;Kovacs, Aniko;Panizza, Elena;Hultin-Rosenberg, Lina;Lundgren, Bo;Martens, Ulf;Mathe, Gyongyver;Yakhini, Zohar;Helou, Khalil;Krawiec, Kamilla;Kanter, Lena;Hjerpe, Anders;Stal, Olle;Linderholm, Barbro K.;Lehtio, Janne
通讯作者：
Lehtio, Janne
影响因子：
1.6
作者：
Brataas, A;Nazarov, YV;Bauer, GEW
通讯作者：
Bauer, GEW
影响因子：
8.6
作者：
Hirsch, JE
通讯作者：
Hirsch, JE
影响因子：
41.2
作者：
Fukami, Shunsuke;Zhang, Chaoliang;Ohno, Hideo
通讯作者：
Ohno, Hideo
影响因子：
3.7
作者：
Emori, Satoru;Nan, Tianxiang;Sun, Nian X.
通讯作者：
Sun, Nian X.