Using ferromagnetic (FM) resonance spin pumping, we observe injection of spin currents from Y3Fe5O12 (YIG) films to FM metals, including Ni81Fe19 (Py), Fe, Co, and Ni, and detection of spin currents by inverse spin Hall effect (ISHE) in the FM metals. We obtain a high effective spin mixing conductance of 6.3 × 1018 m−2 in a YIG/Cu/Py trilayer and a spin Hall angle of 0.020 for Py. The spin pumping signals in Fe, Co, and Ni confirm the mechanism of ISHE in FMs is the inverse process of the anomalous Hall effect.
REFERENCES
1.
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
).2.
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
).3.
B.
Heinrich
, C.
Burrowes
, E.
Montoya
, B.
Kardasz
, E.
Girt
, Y.-Y.
Song
, Y. Y.
Sun
, and M. Z.
Wu
, Phys. Rev. Lett.
107
, 066604
(2011
).4.
E.
Shikoh
, K.
Ando
, K.
Kubo
, E.
Saitoh
, T.
Shinjo
, and M.
Shiraishi
, Phys. Rev. Lett.
110
, 127201
(2013
).5.
C.
Hahn
, G.
de Loubens
, O.
Klein
, M.
Viret
, V. V.
Naletov
, and J.
Ben Youssef
, Phys. Rev. B
87
, 174417
(2013
).6.
O.
Mosendz
, V.
Vlaminck
, J. E.
Pearson
, F. Y.
Fradin
, G. E. W.
Bauer
, S. D.
Bader
, and A.
Hoffmann
, Phys. Rev. B
82
, 214403
(2010
).7.
K.
Ando
, S.
Takahashi
, J.
Iead
, H.
Kurebayashi
, T.
Trypiniotis
, C. H. W.
Barnes
, S.
Maekawa
, and E.
Saitoh
, Nature Mater.
10
, 655
(2011
).8.
H. L.
Wang
, C. H.
Du
, Y.
Pu
, R.
Adur
, P. C.
Hammel
, and F. Y.
Yang
, Phys. Rev. B
88
, 100406
–R
(2013
).9.
C. H.
Du
, H. L.
Wang
, Y.
Pu
, T. L.
Meyer
, P. M.
Woodward
, F. Y.
Yang
, and P. C.
Hammel
, Phys. Rev. Lett.
111
, 247202
(2013
).10.
W. G.
Wang
, M.
Li
, S.
Hageman
, and C. L.
Chien
, Nature Mater.
11
, 64
(2012
).11.
Y.
Fukuma
, L.
Wang
, H.
Idzuchi
, S.
Takahashi
, S.
Maekawa
, and Y.
Otani
, Nature Mater.
10
, 527
(2011
).12.
P. K.
Muduli
, O. G.
Heinonen
, and J.
Akerman
, Phys. Rev. Lett.
108
, 207203
(2012
).13.
I.
Adagideli
, V.
Lutsker
, M.
Scheid
, Ph.
Jacquod
, and K.
Richter
, Phys. Rev. Lett.
108
, 236601
(2012
).14.
B. F.
Miao
, S. Y.
Huang
, D.
Qu
, and C. L.
Chien
, Phys. Rev. Lett.
111
, 066602
(2013
).15.
A.
Azevedo
, O. A.
Santos
, G. A. F.
Guerra
, R. O.
Cunha
, R.
Rodríguez-Suárez
, and S. M.
Rezende
, Appl. Phys. Lett.
104
, 052402
(2014
).16.
P.
Hyde
, L. H.
Bai
, D. M. J.
Kumar
, B. W.
Southern
, S. Y.
Huang
, B. F.
Miao
, C. L.
Chien
, and C.-M.
Hu
, Phys. Rev. B
89
, 180404
–R
(2014
).17.
A. J.
Hauser
, R. E. A.
Williams
, R. A.
Ricciardo
, A.
Genc
, M.
Dixit
, J. M.
Lucy
, P. M.
Woodward
, H. L.
Fraser
, and F. Y.
Yang
, Phys. Rev. B
83
, 014407
(2011
).18.
A. J.
Hauser
, J. R.
Soliz
, M.
Dixit
, R. E. A.
Williams
, M. A.
Susner
, B.
Peters
, L. M.
Mier
, T. L.
Gustafson
, M. D.
Sumption
, H. L.
Fraser
, P. M.
Woodward
, and F. Y.
Yang
, Phys. Rev. B
85
, 161201
–R
(2012
).19.
C. H.
Du
, R.
Adur
, H. L.
Wang
, A. J.
Hauser
, F. Y.
Yang
, and P. C.
Hammel
, Phys. Rev. Lett.
110
, 147204
(2013
).20.
H. L.
Wang
, C. H.
Du
, P. C.
Hammel
, and F. Y.
Yang
, Phys. Rev. B
89
, 134404
(2014
).21.
M.
Harder
, Z. X.
Cao
, Y. S.
Gui
, X. L.
Fan
, and C.-M.
Hu
, Phys. Rev. B
84
, 054423
(2011
).22.
L. H.
Bai
, P.
Hyde
, Y. S.
Gui
, C.-M.
Hu
, V.
Vlaminck
, J. E.
Pearson
, S. D.
Bader
, and A.
Hoffmann
, Phys. Rev. Lett.
111
, 217602
(2013
).23.
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
).24.
S.
Dubois
, L.
Piraux
, J. M.
George
, K.
Ounadjela
, J. L.
Duvail
, and A.
Fert
, Phys. Rev. B
60
, 477
(1999
).25.
T.
Kimura
, J.
Hamrle
, and Y.
Otani
, Phys. Rev. B
72
, 014461
(2005
).26.
S. S.
Kalarickal
, P.
Krivosik
, M. Z.
Wu
, C. E.
Patton
, M. L.
Schneider
, P.
Kabos
, T. J.
Silva
, and J. P.
Nibarger
, J. Appl. Phys.
99
, 093909
(2006
).27.
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
).28.
X.
Jia
, K.
Liu
, K.
Xia
, and G. E. W.
Bauer
, Europhys. Lett.
96
, 17005
(2011
).29.
C.
Burrowes
, B.
Heinrich
, B.
Kardasz
, E. A.
Montoya
, E.
Girt
, Y. Y.
Sun
, Y.-Y.
Song
, and M. Z.
Wu
, Appl. Phys. Lett.
100
, 092403
(2012
).30.
H. L.
Wang
, C. H.
Du
, Y.
Pu
, R.
Adur
, P. C.
Hammel
, and F. Y.
Yang
, “Scaling of spin Hall angle in 3d, 4d,and 5d metals from Y3Fe5O12/metal spin pumping
,” Phys. Rev. Lett.
(in press).31.
N.
Nagaosa
, J.
Sinova
, S.
Onoda
, A. H.
MacDonald
, and N. P.
Ong
, Rev. Mod. Phys.
82
, 1539
(2010
).32.
C. H.
Du
, H. L.
Wang
, F. Y.
Yang
, and P. C.
Hammel
, “Enhancement of Pure Spin Currents in Spin Pumping Y3Fe5O12/Cu/metal Trilayers through Spin Conductance Matching
,” Phys. Rev. Appl.
(in press).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
