We investigate the transverse response under the out-of-plane magnetic field for magnetic heterostructures with Cu/Bi2O3 or Ag/Bi2O3 Rashba interfaces. We detect opposite contributions on the transverse resistance by the Cu/Bi2O3 and Ag/Bi2O3 interfaces, which interestingly coincide well with the opposite signs of the spin/charge interconversion from the two interfaces. We suppose the opposite influences on the transverse resistance feature spin swapping occurrence of the converted spin current. The transverse spin flow emerges due to the spin swapping in both Cu and Ag layers, but the direction of the spin flow is opposed depending on the spin direction of the converted spin current.
References
1.
J.
Sinova
, S. O.
Valenzuela
, J.
Wunderlich
, C. H.
Back
, and T.
Jungwirth
, Rev. Mod. Phys.
87
, 1213
(2015
).2.
A.
Manchon
, H. C.
Koo
, J.
Nitta
, S. M.
Frolov
, and R. A.
Duine
, Nat. Mater.
14
, 871
(2015
).3.
A. R.
Mellnik
, J. S.
Lee
, A.
Richardella
, J. L.
Grab
, P. J.
Mintun
, M. H.
Fischer
, A.
Vaezi
, A.
Manchon
, E. A.
Kim
, N.
Samarth
, and D. C.
Ralph
, Nature
511
, 449
(2014
).4.
Y.
Otani
, M.
Shiraishi
, A.
Oiwa
, E.
Saitoh
, and S.
Murakami
, Nat. Phys.
13
, 829
(2017
).5.
I. M.
Miron
, K.
Garello
, G.
Gaudin
, P.-J.
Zermatten
, M. V.
Costache
, S.
Auffret
, S.
Bandiera
, B.
Rodmacq
, A.
Schuhl
, and P.
Gambardella
, Nature
476
, 189
(2011
).6.
L.
Liu
, C.-F.
Pai
, Y.
Li
, H. W.
Tseng
, D. C.
Ralph
, and R. A.
Buhrman
, Science
336
, 555
(2012
).7.
S.
Fukami
, T.
Anekawa
, C.
Zhang
, and H.
Ohno
, Nat. Nanotechnol.
11
, 621
(2016
).8.
N.
Sato
, F.
Xue
, R. M.
White
, C.
Bi
, and S. X.
Wang
, Nat. Electron.
1
, 508
(2018
).9.
M.
Wang
, W.
Cai
, D.
Zhu
, Z.
Wang
, J.
Kan
, Z.
Zhao
, K.
Cao
, Z.
Wang
, Y.
Zhang
, T.
Zhang
, C.
Park
, J.-P.
Wang
, A.
Fert
, and W.
Zhao
, Nat. Electron.
1
, 582
(2018
).10.
L.
Liu
, C.-F.
Pai
, D. C.
Ralph
, and R. A.
Buhrman
, Phys. Rev. Lett.
109
, 186602
(2012
).11.
H.
Hirose
, N.
Ito
, M.
Kawaguchi
, Y.-C.
Lau
, and M.
Hayashi
, Appl. Phys. Lett.
113
, 222404
(2018
).12.
J.
Puebla
, F.
Auvray
, N.
Yamaguchi
, M.
Xu
, S. Z.
Bisri
, Y.
Iwasa
, F.
Ishii
, and Y.
Otani
, Phys. Rev. Lett.
122
, 256401
(2019
).13.
K.
Uchida
, H.
Adachi
, T.
Ota
, H.
Nakayama
, S.
Maekawa
, and E.
Saitoh
, Appl. Phys. Lett.
97
, 172505
(2010
).14.
M.
Matsuo
, J. I.
Ieda
, K.
Harii
, E.
Saitoh
, and S.
Maekawa
, Phys. Rev. B
87
, 180402
(2013
).15.
R.
Takahashi
, M.
Matsuo
, M.
Ono
, K.
Harii
, H.
Chudo
, S.
Okayasu
, J.
Ieda
, S.
Takahashi
, S.
Maekawa
, and E.
Saitoh
, Nat. Phys.
12
, 52
(2016
).16.
D.
Kobayashi
, T.
Yoshikawa
, M.
Matsuo
, R.
Iguchi
, S.
Maekawa
, E.
Saitoh
, and Y.
Nozaki
, Phys. Rev. Lett.
119
, 077202
(2017
).17.
M.
Xu
, J.
Puebla
, F.
Auvray
, B.
Rana
, K.
Kondou
, and Y.
Otani
, Phys. Rev. B
97
, 180301(R)
(2018
).18.
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
).19.
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
).20.
J.
Kim
, P.
Sheng
, S.
Takahashi
, S.
Mitani
, and M.
Hayashi
, Phys. Rev. Lett.
116
, 097201
(2016
).21.
J.
Kim
, Y.-T.
Chen
, S.
Karube
, S.
Takahashi
, K.
Kondou
, G.
Tatara
, and Y.
Otani
, Phys. Rev. B
96
, 140409(R)
(2017
).22.
H.
Nakayama
, Y.
Kanno
, H.
An
, T.
Tashiro
, S.
Haku
, A.
Nomura
, and K.
Ando
, Phys. Rev. Lett.
117
, 116602
(2016
).23.
C. O.
Avci
, K.
Garello
, A.
Ghosh
, M.
Gabureac
, S. F.
Alvarado
, and P.
Gambardella
, Nat. Phys.
11
, 570
(2015
).24.
K.
Olejník
, V.
Novák
, J.
Wunderlich
, and T.
Jungwirth
, Phys. Rev. B
91
, 180402(R)
(2015
).25.
K.
Yasuda
, A.
Tsukazaki
, R.
Yoshimi
, K. S.
Takahashi
, M.
Kawasaki
, and Y.
Tokura
, Phys. Rev. Lett.
117
, 127202
(2016
).26.
S.
Meyer
, R.
Schlitz
, S.
Geprägs
, M.
Opel
, H.
Huebl
, R.
Gross
, and S. T. B.
Goennenwein
, Appl. Phys. Lett.
106
, 132402
(2015
).27.
S. S. L.
Zhang
and G.
Vignale
, Phys. Rev. Lett.
116
, 136601
(2016
).28.
E.
Sagasta
, J.
Borge
, L.
Esteban
, Y.
Omori
, M.
Gradhand
, Y.
Otani
, L. E.
Hueso
, and F.
Casanova
, Phys. Rev. B
100
, 100407(R)
(2019
).29.
M. B.
Lifshits
and M. I.
Dyakonov
, Phys. Rev. Lett.
103
, 186601
(2009
).30.
H.
Tsai
, S.
Karube
, K.
Kondou
, N.
Yamaguchi
, F.
Ishii
, and Y.
Otani
, Sci. Rep.
8
, 5564
(2018
).31.
C. R.
Ast
, J.
Henk
, A.
Ernst
, L.
Moreschini
, M. C.
Falub
, D.
Pacilé
, P.
Bruno
, K.
Kern
, and M.
Grioni
, Phys. Rev. Lett.
98
, 186807
(2007
).32.
H.
Bentmann
, T.
Kuzumaki
, G.
Bihlmayer
, S.
Blügel
, E. V.
Chulkov
, F.
Reinert
, and K.
Sakamoto
, Phys. Rev. B
84
, 115426
(2011
).33.
Y.
Omori
, E.
Sagasta
, Y.
Niimi
, M.
Gradhand
, L. E.
Hueso
, F.
Casanova
, and Y.
Otani
, Phys. Rev. B
99
, 014403
(2019
).34.
W. J.
Xu
, B.
Zhang
, Z.
Wang
, S. S.
Chu
, W.
Li
, Z. B.
Wu
, R. H.
Yu
, and X. X.
Zhang
, Eur. Phys. J. B
65
, 233
(2008
).35.
S.
Karube
, K.
Kondou
, and Y.
Otani
, Appl. Phys. Express
9
, 033001
(2016
).36.
J.
Borge
, C.
Gorini
, G.
Vignale
, and R.
Raimondi
, Phys. Rev. B
89
, 245443
(2014
).37.
J.
Borge
and I. V.
Tokatly
, Phys. Rev. B
99
, 241401
(2019
).38.
J. E.
Hirsch
, Phys. Rev. Lett.
83
, 1834
(1999
).39.
M. N.
Baibich
, J. M.
Broto
, A.
Fert
, F. N.
Van Dau
, F.
Petroff
, P.
Etienne
, G.
Creuzet
, A.
Friederich
, and J.
Chazelas
, Phys. Rev. Lett.
61
, 2472
(1988
).© 2020 Author(s).
2020
Author(s)
You do not currently have access to this content.
