Heat-current-induced manipulation of spin relaxation in Y3Fe5O12 under an in-plane temperature gradient is investigated. We show that the linewidth of the ferromagnetic resonance spectrum, i.e., the spin relaxation, in an Y3Fe5O12 film increases or decreases depending on the temperature-gradient direction and that this modulation is attributed to the spin-transfer torque caused by a thermally induced transverse spin-wave spin current in the Y3Fe5O12 film. The experimental results also show that the spin-current magnitude generated by spin pumping in an attached Pt film is inversely proportional to the square of the modulated Gilbert damping constant, consistent with a phenomenological spin-pumping model.

1.
J. C.
Slonczewski
,
J. Magn. Magn. Mater.
159
,
L1
(
1996
).
2.
3.
M.
Tsoi
,
A. G. M.
Jansen
,
J.
Bass
,
W. C.
Chiang
,
M.
Seck
,
V.
Tsoi
, and
P.
Wyder
,
Phys. Rev. Lett.
80
,
4281
(
1998
).
4.
E. B.
Myers
,
D. C.
Ralph
,
J. A.
Katine
,
R. N.
Louie
, and
R. A.
Buhrman
,
Science
285
,
867
(
1999
).
5.
Y.
Kajiwara
,
K.
Harii
,
S.
Takahashi
,
J.
Ohe
,
K.
Uchida
,
M.
Mizuguchi
,
H.
Umezawa
,
H.
Kawai
,
K.
Ando
,
K.
Takanashi
,
S.
Maekawa
, and
E.
Saitoh
,
Nature
464
,
262
(
2010
).
6.
Z.
Wang
,
Y.
Sun
,
Y.-Y.
Song
,
M.
Wu
,
H.
Schulthei
,
J. E.
Pearson
, and
A.
Hoffmann
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
162511
(
2011
).
7.
E.
Padrón-Hernández
,
A.
Azevedo
, and
S. M.
Rezende
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
197203
(
2011
).
8.
E.
Padrón-Hernández
,
A.
Azevedo
, and
S. M.
Rezende
,
J. Appl. Phys.
111
,
07D504
(
2012
).
9.
L.
Lu
,
Y.
Sun
,
M.
Jantz
, and
M.
Wu
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
257202
(
2012
).
10.
M. B.
Jungfleisch
,
T.
An
,
K.
Ando
,
Y.
Kajiwara
,
K.
Uchida
,
V. I.
Vasyuchka
,
A. V.
Chumak
,
A. A.
Serga
,
E.
Saitoh
, and
B.
Hillebrands
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
062417
(
2013
).
11.
R. O.
Cunha
,
E.
Padrón-Hernández
,
A.
Azevedo
, and
S. M.
Rezende
,
Phys. Rev. B
87
,
184401
(
2013
).
12.
G. L.
da Silva
,
L. H.
Vilela-Leao
,
S. M.
Rezende
, and
A.
Azevedo
,
J. Appl. Phys.
111
,
07C513
(
2012
).
13.
G. L.
da Silva
,
L. H.
Vilela-Leao
,
S. M.
Rezende
, and
A.
Azevedo
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
012401
(
2013
).
14.
M. I.
Dyakonov
and
V. I.
Perel
,
Phys. Lett. A
35
,
459
(
1971
).
15.
J. E.
Hirsch
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
1834
(
1999
).
16.
S.
Murakami
,
N.
Nagaosa
, and
S.-C.
Zhang
,
Science
301
,
1348
(
2003
).
17.
Y. K.
Kato
,
R. C.
Myers
,
A. C.
Gossard
, and
D. D.
Awschalom
,
Science
306
,
1910
(
2004
).
18.
J.
Wunderlich
,
B.
Kaestner
,
J.
Sinova
, and
T.
Jungwirth
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
047204
(
2005
).
19.
S. O.
Valenzuela
and
M.
Tinkham
,
Nature
442
,
176
(
2006
).
20.
T.
Kimura
,
Y.
Otani
,
T.
Sato
,
S.
Takahashi
, and
S.
Maekawa
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
156601
(
2007
).
21.
L.
Liu
,
C.-F.
Pai
,
Y.
Li
,
H. W.
Tseng
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Science
336
,
555
(
2012
).
22.
K.
Uchida
,
S.
Takahashi
,
K.
Harii
,
J.
Ieda
,
W.
Koshibae
,
K.
Ando
,
S.
Maekawa
, and
E.
Saitoh
,
Nature
455
,
778
(
2008
).
23.
J.
Xiao
,
G. E. W.
Bauer
,
K.
Uchida
,
E.
Saitoh
, and
S.
Maekawa
,
Phys. Rev. B
81
,
214418
(
2010
).
24.
K.
Uchida
,
J.
Xiao
,
H.
Adachi
,
J.
Ohe
,
S.
Takahashi
,
J.
Ieda
,
T.
Ota
,
Y.
Kajiwara
,
H.
Umezawa
,
H.
Kawai
,
G. E. W.
Bauer
,
S.
Maekawa
, and
E.
Saitoh
,
Nature Mater.
9
,
894
(
2010
).
25.
C. M.
Jaworski
,
J.
Yang
,
S.
Mack
,
D. D.
Awschalom
,
J. P.
Heremans
, and
R. C.
Myers
,
Nature Mater.
9
,
898
(
2010
).
26.
K.
Uchida
,
H.
Adachi
,
T.
Ota
,
H.
Nakayama
,
S.
Maekawa
, and
E.
Saitoh
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
172505
(
2010
).
27.
H.
Adachi
,
J.
Ohe
,
S.
Takahashi
, and
S.
Maekawa
,
Phys. Rev. B
83
,
094410
(
2011
).
28.
S.
Bosu
,
Y.
Sakuraba
,
K.
Uchida
,
K.
Saito
,
T.
Ota
,
E.
Saitoh
, and
K.
Takanashi
,
Phys. Rev. B
83
,
224401
(
2011
).
29.
K.
Uchida
,
H.
Adachi
,
T.
An
,
T.
Ota
,
M.
Toda
,
B.
Hillebrands
,
S.
Maekawa
, and
E.
Saitoh
,
Nature Mater.
10
,
737
(
2011
).
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.
A.
Kirihara
,
K.
Uchida
,
Y.
Kajiwara
,
M.
Ishida
,
Y.
Nakamura
,
T.
Manako
,
E.
Saitoh
, and
S.
Yorozu
,
Nature Mater.
11
,
686
(
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.
H.
Adachi
,
K.
Uchida
,
E.
Saitoh
, and
S
Maekawa
,
Rep. Prog. Phys.
76
,
036501
(
2013
).
34.
R.
Ramos
,
T.
Kikkawa
,
K.
Uchida
,
H.
Adachi
,
I.
Lucas
,
M. H.
Aguirre
,
P.
Algarabel
,
L.
Morellon
,
S.
Maekawa
,
E.
Saitoh
, and
M. R.
Ibarra
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
072413
(
2013
).
35.
D.
Meier
,
T.
Kuschel
,
L.
Shen
,
A.
Gupta
,
T.
Kikkawa
,
K.
Uchida
,
E.
Saitoh
,
J.-M.
Schmalhorst
, and
G.
Reiss
,
Phys. Rev. B
87
,
054421
(
2013
).
36.
A.
Azevedo
,
L. H.
Vilela Leao
,
R. L.
Rodriguez-Suarez
,
A. B.
Oliveira
, and
S. M.
Rezende
,
J. Appl. Phys.
97
,
10C715
(
2005
).
37.
E.
Saitoh
,
M.
Ueda
,
H.
Miyajima
, and
G.
Tatara
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
182509
(
2006
).
38.
K.
Ando
,
S.
Takahashi
,
J.
Ieda
,
Y.
Kajiwara
,
H.
Nakayama
,
T.
Yoshino
,
K.
Harii
,
Y.
Fujikawa
,
M.
Matsuo
,
S.
Maekawa
, and
E.
Saitoh
,
J. Appl. Phys.
109
,
103913
(
2011
).
39.
H.
Nakayama
,
K.
Ando
,
K.
Harii
,
T.
Yoshino
,
R.
Takahashi
,
Y.
Kajiwara
,
K.
Uchida
,
Y.
Fujikawa
, and
E.
Saitoh
,
Phys. Rev. B
85
,
144408
(
2012
).
40.
Note that, although the local in-plane temperature gradient under the Pt wire is almost zero in the present configuration, the SSE can be induced by a remote temperature gradient in the Y3Fe5O12 layer due to the long-range magnon or phonon propagation (see Refs. 24, 27, 29, and 33).
You do not currently have access to this content.