Bi2Se3와 Ag 층 계면에서의 라쉬바 효과 증대에 의한 자기 감쇄 증가에 대한 연구 (Large Increase of a Magnetic Damping Due to the Enhancement of Rashba Orbit Coupling at Bi2Se3/Ag Interface)

서지정보

· 발행기관 : 한국자기학회
· 수록지 정보 : 한국자기학회지 / 33권 / 1호 / 44 ~ 48페이지
· 저자명 : 김예진, 김세은, 정선재, Johan Åkerman, 이상훈

초록

본 연구에서 연구진은 위상절연체/강자성 이층 구조에서 동일면 도파관 기반의 강자성 공명 측정 방법을 이용하여 스핀 펌핑효과를 연구하였다. 준비된 3개의 시료인, NiFe, Bi2Se3/NiFe, Bi2Se3/Ag/NiFe의 자기 감쇄 값을 측정 및 비교하였으며, 특히 NiFe 에서 관찰된 자기 감쇄 값에 비해 다른 두 시료의 자기 감쇄값의 증가를 살펴보았다. Bi2Se3/NiFe 시료에서는 자기 감쇄 값이 3 배 증가하는 것을 보았으며, 이는 강한 스핀 펌핑 효과가 Bi2Se3과 NiFe 계면에 발생한 것 때문에 생긴 결과이다. 매우 놀랍게도, 1.5 nm 두께의 Ag를 Bi2Se3과 NiFe 사이에 삽입하였을 때, 자기 감쇄 값이 NiFe에서 비해 12배 이상 증가하는 것을 관찰할 수있었으며, 이는 Bi2Se3/Ag의 계면에서 라쉬바 궤도 결합의 세기가 증가함으로 스핀 펌핑이 더 강해졌기 때문으로 이해할 수 있다.

영어초록

We study the spin-pumping effect in topological insulator/ferromagnet structures using ferromagnetic resonance (FMR) measurements with a coplanar waveguide (CPW). We compared three different samples: NiFe, Bi2Se3/NiFe, and Bi2Se3/Ag/NiFe, where NiFe is a reference sample. Compared with 7 nm thick NiFe, Bi2Se3/NiFe shows three times larger magnetic damping, which is the consequence of the strong spin pumping effect from NiFe to Bi2Se3 layers. Surprisingly, once 1.5 nm thick Ag inserted between Bi2Se3 and NiFe, we could observe 12 times enlargement of a magnetic damping in Bi2Se3/Ag/NiFe structure. This observation can be attributed to the enhancement of Rashba orbit coupling at the Bi2Se3/Ag interface.

참고자료

· 없음