Spin wave interference detection via inverse spin Hall effect

Abstract

In this letter, we present experimental data demonstrating spin wave interference detection using spin Hall effect (ISHE). Two coherent spin waves are excited in a yttrium-iron garnet (YIG) waveguide by continuous microwave signals. The initial phase difference between the spin waves is controlled by the external phase shifter. The ISHE voltage is detected at a distance of 2 mm and 4 mm away from the spin wave generating antennae by an attached Pt layer. Experimental data show ISHE voltage oscillation as a function of the phase difference between the two interfering spin waves. This experiment demonstrates an intriguing possibility of using ISHE in spin wave logic circuit converting spin wave phase into an electric signal.

Генерация ЭДС магнитостатическими волнами в структуре ЖИГ(111)-Pt в слабых полях подмагничивания

“…При этом с контактов к Pt, расположенных вдоль направления, перпендикулярного n, измеряют величину ЭДС U = I e R, где R -сопротивление Pt [1][2][3][4][5]. Генерация ЭДС в структурах ЖИГ−Pt бегущими СВ изучалась как в геометрии поверхностных магнитостатических волн (ПМСВ), когда волновой вектор k перпендикулярен направлению касательного поля H (k ⊥ H) [6][7][8][9][10][11][12][13][14], так и в геометрии обратных объемных магнитостатических волн (ООМСВ), когда k H [13][14][15][16]. При этом в работах [6][7][8][9][10][11][12][13]…”

Частотная зависимость смешанной спиновой проводимости структур YIG|Pt при спиновой накачке ПМСВ

“…Благодаря обменному и спин-орбитальному взаимодействию электроны проводимости в металле оказываются связаны с локализованными спинами в магнитном диэлектрике. Такая связь позволяет за счет спинового эффекта Холла [9,10] преобразовать электрический ток в спиновую волну (спиновый ток) и далее ее конвертировать в электрический ток (детектировать) с помощью обратного спинового эффекта Холла [11]; осуществлять детектирование ферромагнитного резонанса [12], бегущих спиновых волн [13,14] а также результатов интерференции СВ [15]; генерировать когерентные СВ [16] и контролировать их распространение [17].…”

Исследование Интерференции Поверхностных Магнитостатических волн С Помощью Обратного Спинового Эффекта Холла

“…Альтернативой токовой приемной антенне может быть расположенный на поверхности волновода спиновых волн тонкопленочный платиновый элемент, на котором вследствие обратного эффекта Холла наводится электрическое напряжение U, величина которого пропорциональна амплитуде СВ [10][11][12]. В [13] было показано, что при расположении платинового элемента в области интерференции обратных объемных магнитостатических волн эффект чувствителен к результату фазового сложения волн и, следовательно, перспективен для использования в фазочувствительных спиновых логических устройствах. Особенности генерации ЭДС U в тонкопленочных структурах Pt/YIG на основе пленок железо-иттриевого граната (ЖИГ), обусловленные эффектами гибридизации бегущих поверхностных магнитостатических волн (ПМСВ) с обменными объемными модами пленки, исследованы в [14].…”