Магнитоопические и электрофизические свойства гетеропереходов ферромагнетик/материал с сильным спин-орбитальным взаимодействием

Целью данной работы являлось исследование магнитооптических и электрофизических свойств магнитных наноструктур, содержащих гетеропереходы типа магнитомягкий ферромагнетик/материал с сильным спин-орбитальным взаимодействием. Наноструктуры такого типа являются перспективными для создания различных спинтронных устройств, которые обладают высокой энергоэффективностью. В ходе работы были получены экспериментальные зависимости величины экваториального магнитооптического эффекта Керра от напряженности внешнего магнитного поля для наноструктур типа W/Py/Ta и Bi₂Se₃/Py/Ta, где Py магнитомягкий ферромагнитный материал NiFe, обладающий очень низкой коэрцитивной силой. Исследовано влияние геометрии Py-содержащих наноструктур на экваториальный магнитооптический эффект Керра и их магнитную анизотропию. Был проведен расчет величины экваториального магнитооптического эффекта Керра от угла падения света методом связанных мод в пространстве Фурье (RCWA - rigorous coupled waves analysis). Продемонстрировано оптическое возбуждение спинового тока, и его детектирование благодаря обратному спиновому эффекту Холла. Проведена оценка вкладов обратного спинового эффекта Холла и аномального эффекта Нернста в измеряемое оптически индуцированное напряжение. Показано, что для образцов, содержащих различные материалы с большим спин-орбитальным взаимодействием вклад напряжения от аномального эффекта Нернста и обратного спинового эффекта Холла, могут иметь как одинаковые знаки, так и различные. Показано, что оптически индуцированное напряжение линейно зависит от намагниченности; также оно растет при увеличении толщины ферромагнитного слоя в структуре, за счет увеличения поглощения и роста градиента температур. Проведена оценка изменения параметра затухания структуры, при оптическом индуцировании спинового тока.