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.
REFERENCES
1.
J. C.
Slonczewski
, J. Magn. Magn. Mater.
159
, L1
(1996
).2.
L.
Berger
, Phys. Rev. B
54
, 9353
(1996
).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).
© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.