【摘 要】
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自旋流的产生和探测是实现自旋电子器件必要条件,它受到人们的广泛关注。在自旋转变材料中,改变压强可以显著调节晶体场能量,进而使系统状态在高自旋态和低自旋态之间实现转变。本文以自旋转变材料|正常金属Pt形成的双层膜为研究对象,在膜内施加正交的外磁场和交变激发场,施加压强会改变系统的自旋态及磁化强度,进而调制进入正常金属中泵浦自旋流,实现改变逆自旋霍尔效应所导致的可测量直流和交变电压大小。在一定条件下,
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自旋流的产生和探测是实现自旋电子器件必要条件,它受到人们的广泛关注。在自旋转变材料中,改变压强可以显著调节晶体场能量,进而使系统状态在高自旋态和低自旋态之间实现转变。本文以自旋转变材料|正常金属Pt形成的双层膜为研究对象,在膜内施加正交的外磁场和交变激发场,施加压强会改变系统的自旋态及磁化强度,进而调制进入正常金属中泵浦自旋流,实现改变逆自旋霍尔效应所导致的可测量直流和交变电压大小。在一定条件下,发现随着外加压强的升降,泵浦注入顺磁金属中的自旋流存在压滞现象。首先我们研究了外加压强对高自旋态的影响,结果表明在自旋转变材料中,随着外加压强的增加高自旋态占据的摩尔分数将逐渐降低,从而使系统从高自旋态转变为低自旋态。当分子间相互作用参数较小时,系统随压强的增大逐渐从高自旋态转变为低自旋态,转变过程没有突变;但是当分子间相互作用参数较大时,高自旋态摩尔分数随压强的增加和减小呈现压滞回线,即升压和降压过程中系统会呈现压滞行为。接着计算了高自旋态摩尔分数的压滞回线对分子间相互作用强度的依赖性,结果表明随着分子间相互作用参数的增大,压滞回线的宽度也在增大。进一步考虑了压强对泵浦自旋流及自旋流转化为可测量交直流电压大小的影响,我们发现发现压强较低时铁磁共振导致注入自旋流最大,进而产生的直流和交流电压大小达到最大,而随着施加压强增加,系统磁化强度变化,使系统偏离铁磁共振时,压强调制的泵浦自旋流及其导致的直流和交流电压大小迅速衰减。在小的分子间相互参数下,自旋流及交直流电压大小随压强的升降是逐渐变化的,无突变过程存在;而在大的分子间相互作用参数下,在升压和降压过程中,自旋流和可测量的交直流电压大小都存在滞后效应,出现了压滞自旋泵浦现象。最后,研究了不同的自旋转变材料导电性能或不同的顺磁金属厚度情况下的压强效应,发现整个系统都呈现了压滞行为,这表明压滞现象主要由分子间相互作用参数来决定。
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