Spin pumping and inverse spin Hall effect in π-conjugated polymers

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Spinpumpens und des inversen Spin-Hall-Effekts (ISHE) in π-konjugierten Polymeren, PEDOT: PSS und PBTTT. Zunächst untersuchen wir die Strahlungsdämpfung der FMR von Yttriumeisengranat (YIG), die durch Spinpumpen in benachbarte leitende Materialien, nämlich Pt und das leitende Polymer PEDOT: PSS, verursacht wird. Im zweiten Teil der Arbeit quantifizieren wir ISHE in den π-konjugierten Polymeren PEDOT: PSS und PBTTT. Insbesondere bei PBTTT haben wir die ISHE in einem weiten Temperaturbereich zwischen RT 295 K und 5 K untersucht. Wir führen eine intensive Untersuchung für die ISHE bei verschiedenen Polymerdicken und unterschiedlichen Dotierungsregimen durch. Bei niedriger Temperatur gibt uns die durchgeführte ISHE-Dickenabhängigkeitsstudie einen Einblick in die Spinrelaxationsmechanismen bei PBTTT.

This thesis is devoted to studying the spin pumping and inverse spin Hall effect (ISHE) in π-conjugated polymers, PEDOT:PSS and PBTTT. Firstly, we investigate the radiation damping in the FMR of YIG caused by spin pumping into adjacent conducting materials namely Pt and the conducting polymer PEDOT:PSS. In the second part of the thesis, we quantify ISHE in the π-conjugated polymers PEDOT:PSS and PBTTT. Especially in PBTTT, we studied the ISHE in a wide temperature range between RT 295 K and 5 K. We conduct an intensive study for the ISHE at different polymers thicknesses and different doping regimes. At low-temperature, the performed ISHE-thickness dependence study gives us an insight into the spin relaxation mechanisms in PBTTT.