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作者:廖炜;卢志红;张振华;杨飞彪;陈书锦;
单位:武汉科技大学材料学部;
摘要:采用脉冲激光沉积法在(100)取向的GaAs衬底上制备含不同氧空位的WO_3薄膜。在沉积温度375℃,氧压10 Pa到30 Pa,退火时间0.5 h的条件下制备导电性可控的氧空位WO_3薄膜,其电阻率介于WO_2和WO_3之间,并随氧压增加而增大。对制备的WO_3/Py薄膜进行自旋泵浦研究,观测到明显的逆自旋霍尔电压,以及Gilbert阻尼因子的增强(最大达到3.48×10~(-3)),表眀在氧空位WO_3/Py体系存在明显的逆自旋霍尔效应和自旋泵浦效应。理论分析表明,氧空位WO_3薄膜的自旋霍尔角高达-2.934,远大于常见的重金属材料;第一性原理计算表明,氧空位WO_3的高自旋电荷转换效率来源于强自旋轨道耦合的W原子在费米面的电子占据。结果表明氧空位WO_3薄膜在自旋电子器件的应用方面具有一定潜力。
关键词:WO_3薄膜;;氧空位;;铁磁共振;;自旋泵浦效应;;自旋霍尔角;;第一性原理计算
基金资助:国家自然科学基金(12204364)