We report the experimental observation of the spin Seebeck effect in magnetite thin films. The signal observed at temperatures above the Verwey transition is a contribution from both the anomalous Nernst (ANE) and spin Seebeck (SSE) effects. The contribution from the ANE of the Fe3O4 layer to the SSE is found to be negligible due to the resistivity difference between Fe3O4 and Pt layers. Below the Verwey transition, the SSE is free from the ANE of the ferromagnetic layer and it is also found to dominate over the ANE due to magnetic proximity effect on the Pt layer.
REFERENCES
1.
J. P.
Heremans
, V.
Jovovic
, E. S.
Toberer
, A.
Saramat
, K.
Kurosaki
, A.
Charoenphakdee
, S.
Yamanaka
, and G. J.
Snyder
, Science
321
, 554
(2008
).2.
H.
Jin
, C. M.
Jaworski
, and J. P.
Heremans
, Appl. Phys. Lett.
101
, 053904
(2012
).3.
G. E. W.
Bauer
, E.
Saitoh
, and B. J.
van Wees
, Nature Mater.
11
, 391
(2012
).4.
G. E. W.
Bauer
, A. H.
MacDonald
, and S.
Maekawa
, Solid State Commun.
150
, 459
(2010
).5.
B.
Scharf
, A.
Matos-Abiague
, I.
Žutić
, and J.
Fabian
, Phys. Rev. B
85
, 085208
(2012
).6.
M.
Hatami
, G. E. W.
Bauer
, Q.
Zhang
, and P. J.
Kelly
, Phys. Rev. B
79
, 174426
(2009
).7.
J.-C.
Le Breton
, S.
Sharma
, H.
Saito
, S.
Yuasa
, and R.
Jansen
, Nature
475
, 82
(2011
).8.
H.
Yu
, S.
Granville
, D. P.
Yu
, and J.-P.
Ansermet
, Phys. Rev. Lett.
104
, 146601
(2010
).9.
M. V.
Costache
, G.
Bridoux
, I.
Neumann
, and S. O.
Valenzuela
, Nature Mater.
11
, 199
(2012
).10.
K.
Uchida
, S.
Takahashi
, K.
Harii
, J.
Ieda
, W.
Koshibae
, K.
Ando
, S.
Maekawa
, and E.
Saitoh
, Nature
455
, 778
(2008
).11.
A.
Slachter
, F. L.
Bakker
, J.-P.
Adam
, and B. J.
van Wees
, Nat. Phys.
6
, 879
(2010
).12.
J.
Flipse
, F. L.
Bakker
, A.
Slachter
, F. K.
Dejene
, and B. J.
van Wees
, Nat. Nanotechnol.
7
, 166
(2012
).13.
E.
Saitoh
, M.
Ueda
, H.
Miyajima
, and G.
Tatara
, Appl. Phys. Lett.
88
, 182509
(2006
).14.
K.
Uchida
, T.
Ota
, K.
Harii
, K.
Ando
, H.
Nakayama
, and E.
Saitoh
, J. Appl. Phys.
107
, 09A951
(2010
).15.
C. M.
Jaworski
, J.
Yang
, S.
Mack
, D. D.
Awschalom
, J. P.
Heremans
, and R. C.
Myers
, Nature Mater.
9
, 898
(2010
).16.
C. M.
Jaworski
, J.
Yang
, S.
Mack
, D. D.
Awschalom
, R. C.
Myers
, and J. P.
Heremans
, Phys. Rev. Lett.
106
, 186601
(2011
).17.
C. M.
Jaworski
, R. C.
Myers
, E.
Johnston-Halperin
, and J. P.
Heremans
, Nature
487
, 210
(2012
).18.
K.
Uchida
, J.
Xiao
, H.
Adachi
, J.
Ohe
, S.
Takahashi
, J.
Ieda
, T.
Ota
, Y.
Kajiwara
, H.
Umezawa
, H.
Kawai
et al., Nature Mater.
9
, 894
(2010
).19.
K.
Uchida
, T.
Nonaka
, T.
Yoshino
, T.
Kikkawa
, D.
Kikuchi
, and E.
Saitoh
, Appl. Phys. Express
5
, 093001
(2012
).20.
H.
Adachi
, J.-i.
Ohe
, S.
Takahashi
, and S.
Maekawa
, Phys. Rev. B
83
, 094410
(2011
).21.
H.
Adachi
, K.
Uchida
, E.
Saitoh
, and S.
Maekawa
, Rep. Prog. Phys.
76
, 036501
(2013
).22.
J.
Xiao
, G. E. W.
Bauer
, K.
Uchida
, E.
Saitoh
, and S.
Maekawa
, Phys. Rev. B
81
, 214418
(2010
).23.
J.
Sinova
and I.
Zutic
, Nature Mater.
11
, 368
(2012
).24.
R.
Ramos
, S. K.
Arora
, and I. V.
Shvets
, Phys. Rev. B
78
, 214402
(2008
).25.
K.
Balakrishnan
, S. K.
Arora
, and I. V.
Shvets
, J. Phys.: Condens. Matter.
16
, 5387
(2004
).26.
H.-C.
Wu
, M.
Abid
, B. S.
Chun
, R.
Ramos
, O. N.
Mryasov
, and I. V.
Shvets
, Nano Lett.
10
, 1132
(2010
).27.
A.
Fernandez-Pacheco
, J.
Orna
, J. M. D.
Teresa
, P. A.
Algarabel
, L.
Morellón
, J. A.
Pardo
, M. R.
Ibarra
, E.
Kampert
, and U.
Zeitler
, Appl. Phys. Lett.
95
, 262108
(2009
).28.
F.
Walz
, J. Phys.: Condens. Matter.
14
, R285
(2002
).29.
J.
Orna
, P. A.
Algarabel
, L.
Morellón
, J. A.
Pardo
, J. M.
de Teresa
, R.
López Antón
, F.
Bartolomé
, L. M.
García
, J.
Bartolomé
, J. C.
Cezar
et al., Phys. Rev. B
81
, 144420
(2010
).30.
K.
Uchida
, T.
Ota
, H.
Adachi
, J.
Xiao
, T.
Nonaka
, Y.
Kajiwara
, G. E. W.
Bauer
, S.
Maekawa
, and E.
Saitoh
, J. Appl. Phys.
111
, 103903
(2012
).31.
M.
Weiler
, M.
Althammer
, F. D.
Czeschka
, H.
Huebl
, M. S.
Wagner
, M.
Opel
, I.-M.
Imort
, G.
Reiss
, A.
Thomas
, R.
Gross
et al., Phys. Rev. Lett.
108
, 106602
(2012
).32.
T.
Kikkawa
, K.
Uchida
, Y.
Shiomi
, Z.
Qiu
, D.
Hou
, D.
Tian
, H.
Nakayama
, X.-F.
Jin
, and E.
Saitoh
, Phys. Rev. Lett.
110
, 067207
(2013
).33.
A.
Kirihara
, K.
Uchida
, Y.
Kajiwara
, M.
Ishida
, Y.
Nakamura
, T.
Manako
, E.
Saitoh
, and S.
Yorozu
, Nature Mater.
11
, 686
(2012
).34.
D.
Kim
and J. M.
Honig
, Phys. Rev. B
49
, 4438
(1994
).35.
C.
Yu
, M. L.
Scullin
, M.
Huijben
, R.
Ramesh
, and A.
Majumdar
, Appl. Phys. Lett.
92
, 191911
(2008
).36.
A.
Salazar
, A.
Oleaga
, A.
Wiechec
, Z.
Tarnawski
, and A.
Kozlowski
, IEEE Trans. Magn.
40
, 2820
(2004
).37.
38.
R.
Reznícek
, V.
Chlan
, H.
Stĕpánková
, P.
Novák
, and M.
Marysko
, J. Phys.: Condens. Matter
24
, 055501
(2012
).39.
R. J.
McQueeney
, M.
Yethiraj
, W.
Montfrooij
, J. S.
Gardner
, P.
Metcalf
, and J. M.
Honig
, Phys. Rev. B
73
, 174409
(2006
).40.
S. Y.
Huang
, X.
Fan
, D.
Qu
, Y. P.
Chen
, W. G.
Wang
, J.
Wu
, T. Y.
Chen
, J. Q.
Xiao
, and C. L.
Chien
, Phys. Rev. Lett.
109
, 107204
(2012
).41.
M.
Mizuguchi
, S.
Ohata
, K.
Uchida
, E.
Saitoh
, and K.
Takanashi
, Appl. Phys. Express
5
, 093002
(2012
).42.
43.
F.
Wilhelm
, P.
Poulopoulos
, G.
Ceballos
, H.
Wende
, K.
Baberschke
, P.
Srivastava
, D.
Benea
, H.
Ebert
, M.
Angelakeris
, N. K.
Flevaris
et al., Phys. Rev. Lett.
85
, 413
(2000
). The authors report layer resolved magnetic moment studies on Ni/Pt multilayers. These experiments show that the Pt has a magnetic moment at the interface with Ni, although it is not fully magnetized. Therefore, we have considered an upper limit of one monolayer of Pt to be fully magnetized (n = 1) for our estimation.© 2013 American Institute of Physics.
2013
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
