We report on the electrical injection and detection of spin accumulation in trilayer-graphene/MgO/Permalloy lateral spin-valve (LSV) structure. Non-local spin valve signal is clearly observed in the LSV, indicating that spin coherence extends underneath all ferromagnetic contacts. We also show that low-resistivity graphene/MgO/Py junctions enable efficient spin injection and detection in LSV with high applied current density, which leads to large spin accumulation of 120 μV at room temperature. A spin diffusion length of 1.5 μm was obtained for the injector-detector separation dependence of spin valve signal measurements carried out at room temperature, while at T = 10 K, the diffusion length increases to 2.3 μm.
REFERENCES
1.
D.
Huertas-Hernando
, F.
Guinea
, and A.
Brataas
, Phys. Rev. B
74
, 155426
(2006
).2.
H.
Min
, J. E.
Hill
, N. A.
Sinitsyn
, B. R.
Sahu
, L.
Kleinman
, and A. H.
MacDonald
, Phys. Rev. B
74
, 165310
(2006
).3.
D.
Huertas-Hernando
, F.
Guinea
, and A.
Brataas
, Phys. Rev. Lett.
103
, 146801
(2009
).4.
N.
Tombros
, C.
Jozsa
, M.
Popinciuc
, H. T.
Jonkman
, and B. J.
van Wees
, Nature
448
, 571
(2007
).5.
M.
Ohishi
, M.
Shiraishi
, P.
Nouchi
, T.
Nozaki
, T.
Shinjo
, and Y.
Suzuki
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
46
, L605
(2007
).6.
N.
Tombros
, S.
Tanabe
, A.
Veligura
, C.
Jozsa
, M.
Popinciuc
, H. T.
Jonkman
, and B. J.
van Wees
, Phys. Rev. Lett.
101
, 046601
(2008
).7.
W.
Han
, K.
Pi
, W.
Bao
, K. M.
McCreary
, Y.
Li
, W. H.
Wang
, C. N.
Lau
, and R. K.
Kawakami
, Appl. Phys. Lett.
94
, 222109
(2009
).8.
T.
Maassen
, F. K.
Dejene
, M. H. D.
Guimaras
, C.
Jozsa
, and B. J.
van Wees
, Phys. Rev. B
83
, 115410
(2011
).9.
T. Y.
Yang
, J.
Balakrishnan
, F.
Volmer
, A.
Avsar
, M.
Jaiswal
, J.
Samm
, S. R.
Ali
, A.
Pachoud
, M.
Zeng
, M.
Popinciuc
et al, Phys. Rev. Lett.
107
, 047206
(2011
).10.
W.
Han
and R. K.
Kawakami
, Phys. Rev. Lett.
107
, 047207
(2011
).11.
A. H.
Castro Neto
and F.
Guinea
, Phys. Rev. Lett.
103
, 026804
(2009
).12.
P.
Zhang
and M. W.
Wu
, New J. Phys.
14
, 033015
(2012
).13.
M. H. D.
Guimaraes
, A.
Veligura
, P. J.
Zomer
, T.
Maassen
, I. J.
Vera-Marun
, N.
Tombros
, and B. J.
van Wees
, Nano Lett.
12
, 3512
(2012
).14.
A. K.
Geim
and K. S.
Novoselov
, Nature Mater.
6
, 183
(2007
).15.
A. K.
Geim
, Science
324
, 1530
(2009
).16.
M. F.
Cracium
, S.
Russo
, M.
Yamamoto
, J. B.
Oothinga
, A. F.
Morpurgo
, and S.
Tarucha
, Nat. Nanotechnol.
4
, 383
(2009
).17.
J.
Fabian
and S.
Das Sarma
, J. Vac. Sci. Technol. B
17
, 1708
(1999
).18.
H.
Idzuchi
, Y.
Fukuma
, L.
Wang
, and Y.
Otani
, IEEE Trans. Magn.
47
, 1545
(2011
).19.
G.
Schmidt
, D.
Ferrand
, L. W.
Molenkamp
, A. T.
Filip
, and B. J.
van Wees
, Phys. Rev. B
62
, R4790
(2000
).20.
Y. P.
Liu
, W. S.
Lew
, S.
Goolaup
, H. F.
Liew
, S. K.
Wong
, and T. J.
Zhou
, ACS Nano.
5
(7
), 5490
(2011
).21.
L. M.
Malard
, M. A.
Pimenta
, G.
Dresselhaus
, and M. S.
Dresselhaus
, Phys. Reps.
473
, 51
(2009
).22.
Y. P.
Liu
, S.
Goolaup
, C.
Murapaka
, W. S.
Lew
, and S. K.
Wong
, ACS Nano
4
(12
), 7087
(2010
).23.
I.
Calizo
, I.
Bejenari
, M.
Rahman
, L.
Guanxiong
, and A. A.
Balandin
, J. Appl. Phys.
106
, 043509
(2009
).24.
Y. P.
Liu
, W. S.
Lew
, S.
Goolaup
, Z. X.
Shen
, L.
Sun
, T. J.
Zhou
, and S. K.
Wong
, Carbon
50
(6
), 2273
(2012
).25.
Y.
Fukuma
, L.
Wang
, H.
Idzuchi
, and Y.
Otani
, Appl. Phys. Lett.
97
, 012507
(2010
).26.
L.
Wang
, Y.
Fukuma
, H.
Idzuchi
, and Y.
Otani
, J. Appl. Phys.
109
, 07C506
(2011
).27.
Y.
Fukuma
, L.
Wang
, H.
Idzuchi
, S.
Takahashi
, S.
Maekawa
, and Y.
Otani
, Nature Mater.
10
, 527
(2011
).28.
L.
Wang
, Y.
Fukuma
, H.
Idzuchi
, G.
Yu
, Y.
Jiang
, and Y.
Otani
, Appl. Phys. Exp.
4
, 093004
(2011
).29.
W.
Wulfhenkel
, M.
Klaua
, D.
Ullmann
, F.
Zavaliche
, J.
Kirschner
, R.
Urban
, T.
Monchesky
, and B.
Heinrich
, Appl. Phys. Lett.
78
, 509
(2001
).30.
P. C.
Van Son
, H.
van Kempen
, and P.
Wyder
, Phys. Rev. Lett.
58
, 2271
(1987
).31.
S.
Takahashi
and S.
Maekawa
, Phys. Rev. B
67
, 052409
(2003
).32.
B.
Dlubak
, M. B.
Martin
, C.
Deranlot
, B.
Servet
, S.
Xavier
, R.
Mattana
, M.
Sprinkle
, C.
Berger
, W. A.
De Heer
, F.
Petroff
, A.
Anane
, P.
Seneor
, and A.
Fert
, Nat. Phys.
8
, 557
(2012
).33.
T.
Yang
, T.
Kimura
, and Y.
Otani
, Nat. Phys.
4
, 851
(2008
).34.
D.
Ilgaz
, J.
Nievendick
, L.
Heyne
, D.
Backes
, J.
Rhensius
, T. A.
Moore
, M. A.
Nino
, A.
Locatelli
, T. O.
Mentes
, A.
von Schmidsfeld
et al, Phys. Rev. Lett.
105
, 076601
(2010
).35.
B.
Behin-Aein
, D.
Datta
, S.
Salahuddin
, and S.
Datta
, Nat. Nanotechnol.
5
, 266
(2010
).© 2013 American Institute of Physics.
2013
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.