Ferromagnetische Resonanz und Spinpumpen in Oxiden

Abstract

In der hier vorliegenden Arbeit wird das Spinpumpen und die Ferromagnetische Resonanz in Oxiden untersucht. Hierzu wurden diverse Systeme hergestellt und sowohl strukturell als auch magnetisch charakterisiert. In LSMO/LNO/SRO-Heterostrukturen wurde ein Anstieg des erzeugten Spinstroms, aufgrund einer günstigeren Grenzschicht, bei dem Übergang von LSMO/SRO zu LSMO/LNO/SRO gefunden. Des Weiteren wurde zum einen eine Spindiffusionslänge von 3,3nm in LNO bei 190K bestimmt und zum anderen kann gezeigt werden, dass bei einer Unterschreitung der SRO Curie-Temperatur das Dreilagensystem sich wie ein Zweilagensystem verhält. In den hergestellten LSMO/NiO/Pt-Systemen ergibt sich bei Unterschreitung der Blocking-Temperatur des NiO eine Erhöhung der Spintransmission an der LSMO/NiO-Grenzschicht, was zu einer Erhöhung des inversen Spin-Hall Effekts führt. In NiO wurde eine Spindiffusionslänge in Abhängigkeit von der Temperatur im Bereich von (0,9 - 1,9)nm gefunden. Zuletzt wurde der elektrisch isolierende Ferromagnet LCO auf seine ferromagnetischen Eigenschaften untersucht. Hier zeigte sich, dass dieser eine geringe Gilbert-Dämpfung besitzt, jedoch aufgrund der geringen Sättigungsmagnetisierung kein inverser Spin-Hall Effekt in LCO/Pt nachgewiesen werden kann.

In this work, spin pumping and ferromagnetic resonance in oxides is investigated. Therefore different oxide systems were fabricated and structurally and magnetically characterized. For LSMO/LNO/SRO-heterostructures, an increase for the generated spin current was detected, due to a more favorable interface in LSMO/LNO/SRO-trilayers compared to LSMO/SRO-bilayers. Additionally, a spin diffusion length of 3,3nm at 190K was found and the trilayers system behaves like a bilayer system below the Curie-temperature of SRO. For LSMO/NiO/Pt-systems, one finds an increase in spin transmission at the LSMO/NiO-interface, when cooling below the blocking-temperature of NiO, which results in an increase of the inverse spin-Hall effect. The estimated spin diffusion length in NiO is, depending on temperature, in the range of (0,9 - 1,9) nm. At last the insulating ferromagnet LCO was investigated where a very low Gilbert-damping was found, but due to the low saturation magnetization no inverse spin-Hall effect in LCO/Pt could be detected.