高精度MOKE检测旋霍尔效应引发的自旋积累

《Scientific Reports》：High-accuracy MOKE detection of spin Hall–induced spin accumulation

　　

摘要

自旋动量和轨道动量的积累与转换在自旋/轨道电子学领域具有巨大潜力，但目前直接定量研究还较少。磁光克尔效应已被用于获取由电荷电流密度在晚过渡金属（铂）以及轻过渡元素（钛、铬）中产生的磁积累的直接证据。该效应是通过计算θ_K/J比值来量化的，其中θ_K表示克尔旋转角。现有报道的θ_K/J数值之间存在超过一个数量级的显著差异，这促使人们重新审视相关测量方法和结果。在此，我们提出了一种新的MOKE测量方法，该方法具有高精度，在本研究中其灵敏度可达(354?±?27) nV/nrad。我们在厚度为50纳米的铂薄膜上测试了该方案，得到的|\(\:{\theta\:}_{K}^{S}\)/J|值为7.92?±?1.94 nrad/(10⁷A/cm²)，这一数值与此前类似铂薄膜的实验数据有很大不同。由于仅凭铂的微观结构差异无法解释如此大的差别，我们的研究结果强调了建立标准化的高精度测量方案的重要性，以便在不同实验室之间进行纳弧度极化测量方面的比较。