The spin-pumping mechanism is probed through a tunnelling MgO interlayer in Fe/Pt bilayers. We show by ferromagnetic resonance technique and spin-pumping experiments that spin currents can tunnel through the MgO interlayer for thicknesses up to 2 nm and can produce significant voltages in the Pt layer. The electrical detection of spin-pumping furthermore reveals the critical role of rectification and shunting effects on the generated voltages. The non-zero spin current transport through a few monolayers of an insulating interlayer might initiate further studies on the role of very thin oxides in spin-pumping experiments.

1.
A.
Hoffmann
,
IEEE Trans. Magn.
49
,
5172
(
2013
).
2.
J.
Sinova
,
S. O.
Valenzuela
,
J.
Wunderlich
,
C. H.
Back
, and
T.
Jungwirth
,
Rev. Mod. Phys.
87
,
1213
(
2015
).
3.
O.
Mosendz
,
J. E.
Pearson
,
F. Y.
Fradin
,
G. E. W.
Bauer
,
S. D.
Bader
, and
A.
Hoffmann
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
046601
(
2010
).
4.
Y.
Sun
,
H.
Chang
,
M.
Kabatek
,
Y.-Y.
Song
,
Z.
Wang
,
M.
Jantz
,
W.
Schneider
,
M.
Wu
,
E.
Montoya
,
B.
Kardasz
,
B.
Heinrich
,
S. G. E.
te Velthuis
,
H.
Schultheiss
, and
A.
Hoffmann
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
106601
(
2013
).
5.
M. B.
Jungfleisch
,
A. V.
Chumak
,
A.
Kehlberger
,
V.
Lauer
,
D. H.
Kim
,
M. C.
Onbasli
,
C. A.
Ross
,
M.
Kläui
, and
B.
Hillebrands
,
Phys. Rev. B
91
,
134407
(
2015
).
6.
Y.-T.
Chen
,
S.
Takahashi
,
H.
Nakayama
,
M.
Althammer
,
S. T. B.
Goennenwein
,
E.
Saitoh
, and
G. E. W.
Bauer
,
Phys. Rev. B
87
,
144411
(
2013
).
7.
H.
Nakayama
,
M.
Althammer
,
Y.-T.
Chen
,
K.
Uchida
,
Y.
Kajiwara
,
D.
Kikuchi
,
T.
Ohtani
,
S.
Geprägs
,
M.
Opel
,
S.
Takahashi
,
R.
Gross
,
G. E. W.
Bauer
,
S. T. B.
Goennenwein
, and
E.
Saitoh
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
206601
(
2013
).
8.
N.
Vlietstra
,
J.
Shan
,
V.
Castel
,
B. J.
van Wees
, and
J.
Ben Youssef
,
Phys. Rev. B
87
,
184421
(
2013
).
9.
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
).
10.
L. H.
Vilela-Leao
,
G. L.
da Silva
,
C.
Salvador
,
S. M.
Rezende
, and
A.
Azevedo
,
J. Appl. Phys.
109
,
07C910
(
2011
).
11.
Y.
Tserkovnyak
,
A.
Brataas
, and
G.
Bauer
,
Phys. Rev. Lett.
88
,
117601
(
2002
).
12.
M.
Weiler
,
M.
Althammer
,
M.
Schreier
,
J.
Lotze
,
M.
Pernpeintner
,
S.
Meyer
,
H.
Huebl
,
R.
Gross
,
A.
Kamra
,
J.
Xiao
,
Y.-T.
Chen
,
H.
Jiao
,
G. E. W.
Bauer
, and
S. T. B.
Goennenwein
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
176601
(
2013
).
13.
F. D.
Czeschka
,
L.
Dreher
,
M. S.
Brandt
,
M.
Weiler
,
M.
Althammer
,
I.-M.
Imort
,
G.
Reiss
,
A.
Thomas
,
W.
Schoch
,
W.
Limmer
,
H.
Huebl
,
R.
Gross
, and
S. T. B.
Goennenwein
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
046601
(
2011
).
14.
E. T.
Papaioannou
,
P.
Fuhrmann
,
M. B.
Jungfleisch
,
T.
Brächer
,
P.
Pirro
,
V.
Lauer
,
J.
Lösch
, and
B.
Hillebrands
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
162401
(
2013
).
15.
W.
Zhang
,
W.
Han
,
X.
Jiang
,
S.-H.
Yang
, and
S. P.
Parkin
,
Nat. Phys.
11
,
496
(
2015
).
16.
T.
Moriyama
,
R.
Cao
,
X.
Fan
,
G.
Xuan
,
B. K.
Nikolić
,
Y.
Tserkovnyak
,
J.
Kolodzey
, and
J. Q.
Xiao
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
067602
(
2008
).
17.
O.
Mosendz
,
J. E.
Pearson
,
F. Y.
Fradin
,
S. D.
Bader
,
A.
Hoffmann
,
O.
Mosendz
,
J. E.
Pearson
,
F. Y.
Fradin
,
S. D.
Bader
, and
A.
Hoffmann
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
022502
(
2010
).
18.
D.-H.
Kim
,
H.-H.
Kim
, and
C.-Y.
You
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
072502
(
2011
).
19.
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
).
20.
A.
Conca
,
S.
Keller
,
L.
Mihalceanu
,
T.
Kehagias
,
G. P.
Dimitrakopulos
,
B.
Hillebrands
, and
E. T.
Papaioannou
,
Phys. Rev. B
93
,
134405
(
2016
).
21.
Y.
Tserkovnyak
,
A.
Brataas
,
G. E. W.
Bauer
, and
B. I.
Halperin
,
Rev. Mod. Phys.
77
,
1375
(
2005
).
22.
K.
Carva
and
I.
Turek
,
Phys. Rev. B
76
,
104409
(
2007
).
23.
F.
Wilhelm
,
P.
Poulopoulos
,
G.
Ceballos
,
H.
Wende
,
K.
Baberschke
,
P.
Srivastava
,
D.
Benea
,
H.
Ebert
,
M.
Angelakeris
,
N. K.
Flevaris
,
D.
Niarchos
,
A.
Rogalev
, and
N. B.
Brookes
,
Phys. Rev. Lett.
85
,
413
(
2000
).
24.
T.
Kuschel
,
C.
Klewe
,
J.-M.
Schmalhorst
,
F.
Bertram
,
O.
Kuschel
,
T.
Schemme
,
J.
Wollschläger
,
S.
Francoual
,
J.
Strempfer
,
A.
Gupta
,
M.
Meinert
,
G.
Götz
,
D.
Meier
, and
G.
Reiss
,
Phys. Rev. Lett.
115
,
097401
(
2015
).
25.
A.
Vlachos
,
V.
Kapaklis
,
M.
Angelakeris
,
E. T.
Papaioannou
,
F.
Wilhelm
,
A.
Rogalev
, and
P.
Poulopoulos
,
J. Surf. Interfaces Mater.
2
,
8
(
2014
).
26.
M.
Caminale
,
A.
Ghosh
,
S.
Auffret
,
U.
Ebels
,
K.
Ollefs
,
F.
Wilhelm
,
A.
Rogalev
, and
W. E.
Bailey
,
Phys. Rev. B
94
,
014414
(
2016
).
27.
J.-C.
Rojas-Sánchez
,
N.
Reyren
,
P.
Laczkowski
,
W.
Savero
,
J.-P.
Attané
,
C.
Deranlot
,
M.
Jamet
,
J.-M.
George
,
L.
Vila
, and
H.
Jaffrès
,
Phys. Rev. Lett.
112
,
106602
(
2014
).
28.
H. J.
Juretschke
,
J. Appl. Phys.
31
,
1401
(
1960
).
29.
R.
Iguchi
and
E.
Saitoh
,
J. Phys. Soc. Jpn.
86
,
011003
(
2017
).
30.
A.
Azevedo
,
L. H.
Vilela-Leão
,
R. L.
Rodríguez-Suárez
,
A. F.
Lacerda Santos
, and
S. M.
Rezende
,
Phys. Rev. B
83
,
144402
(
2011
).
31.
S.
Keller
,
A.
Greser
,
J.
Conca
,
M.
Schweizer
,
B.
Hillebrands
, and
E. T.
Papaioannou
, e-print arXiv:1702.03119.
32.
A.
Conca
,
B.
Heinz
,
M.
Schweizer
,
S.
Keller
,
E. T.
Papaioannou
, and
B.
Hillebrands
,
Phys. Rev. B
95
,
174426
(
2017
).
33.
M.
Harder
,
Y.
Gui
, and
C.-M.
Hu
,
Phys. Rep.
661
,
1
(
2016
).
You do not currently have access to this content.