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.

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
).
You do not currently have access to this content.