Anomalous Hall and anomalous Nernst properties of thin MgO/Co2Fe0.4Mn0.6Si/Pd stacks with perpendicular magnetic anisotropy (PMA) revealed the presence of the magnetic proximity effect (MPE) in the Pd layer. The MPE is evidenced by nanometer range thickness-dependent transport measurements. A three-layer model that combines bulk and interface contributions accounts for our experimental data and provides quantitative estimates for the contributions to the total anomalous Nernst voltage of the ferromagnet Heusler [+0.97μV/(K nm)] and the proximity-magnetized Pd layers [0.17μV/(K nm)]. The anomalous Nernst effect (ANE) reverses its sign by tuning the thickness of the Heusler layer, which is useful for designing ANE thermopiles.

1.
G. E. W.
Bauer
,
E.
Saitoh
, and
B. J.
van Wees
,
Nat. Mater.
11
,
391
(
2012
).
2.
H.
Yu
,
S. D.
Brechet
, and
J.-P.
Ansermet
,
Phys. Lett.A
381
,
825
(
2017
).
3.
S.
Tu
,
J.
Hu
,
G.
Yu
,
H.
Yu
,
C.
Liu
,
F.
Heimbach
,
X.
Wang
,
J.
Zhang
,
A.
Hamzić
,
K. L.
Wang
,
W.
Zhao
, and
J.-P.
Ansermet
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
222401
(
2017
).
4.
A.
von Bieren
,
F.
Brandl
,
D.
Grundler
, and
J.-P.
Ansermet
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
052408
(
2013
).
5.
M.
Schmid
,
S.
Srichandan
,
D.
Meier
,
T.
Kuschel
,
J.-M.
Schmalhorst
,
M.
Vogel
,
G.
Reiss
,
C.
Strunk
, and
C. H.
Back
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
187201
(
2013
).
6.
S. L.
Yin
,
Q.
Mao
,
Q. Y.
Meng
,
D.
Li
, and
H. W.
Zhao
,
Phys. Rev. B
88
,
064410
(
2013
).
7.
V. D.
Ky
,
Phys. Status Solidi
17
,
K203
(
1966
).
8.
K.
Hasegawa
,
M.
Mizuguchi
,
Y.
Sakuraba
,
T.
Kamada
,
T.
Kojima
,
T.
Kubota
,
S.
Mizukami
,
T.
Miyazaki
, and
K.
Takanashi
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
252405
(
2015
).
9.
M.
Weiler
,
M.
Althammer
,
F. D.
Czeschka
,
H.
Huebl
,
M. S.
Wagner
,
M.
Opel
,
I.-M.
Imort
,
G.
Reiss
,
A.
Thomas
,
R.
Gross
, and
S. T. B.
Goennenwein
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
106602
(
2012
).
10.
J.
Hu
,
B.
Ernst
,
S.
Tu
,
M.
Kuveždić
,
A.
Hamzić
,
E.
Tafra
,
M.
Basletić
,
Y.
Zhang
,
A.
Markou
,
C.
Felser
,
A.
Fert
,
W.
Zhao
,
J.-P.
Ansermet
, and
H.
Yu
,
Phys. Rev. Appl.
10
,
044037
(
2018
).
11.
C. D. W.
Cox
,
A. J.
Caruana
,
M. D.
Cropper
, and
K.
Morrison
,
J. Phys. D
53
,
035005
(
2020
).
12.
R.
Ramos
,
M. H.
Aguirre
,
A.
Anadón
,
J.
Blasco
,
I.
Lucas
,
K.
Uchida
,
P. A.
Algarabel
,
L.
Morellón
,
E.
Saitoh
, and
M. R.
Ibarra
,
Phys. Rev. B
90
,
054422
(
2014
).
13.
R.
Ando
,
T.
Komine
, and
Y.
Hasegawa
,
J. Electron. Mater.
45
,
3570
(
2016
).
14.
C.
Fang
,
C. H.
Wan
,
Z. H.
Yuan
,
L.
Huang
,
X.
Zhang
,
H.
Wu
,
Q. T.
Zhang
, and
X. F.
Han
,
Phys. Rev. B
93
,
054420
(
2016
).
15.
Y.
Pu
,
D.
Chiba
,
F.
Matsukura
,
H.
Ohno
, and
J.
Shi
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
117208
(
2008
).
16.
A.
Sakai
,
Y. P.
Mizuta
,
A. A.
Nugroho
,
R.
Sihombing
,
T.
Koretsune
,
M.-T.
Suzuki
,
N.
Takemoria
,
R.
Ishii
,
D.
Nishio-Hamane
,
R.
Arita
,
P.
Goswami
, and
S.
Nakatsuji
,
Nat. Phys.
14
,
1119
(
2018
).
17.
H.
Reichlova
,
R.
Schlitz
,
S.
Beckert
,
P.
Swekis
,
A.
Markou
,
Y.
Chen
,
D.
Kriegner
,
S.
Fabretti
,
G. H.
Park
,
A.
Niemann
,
S.
Sudheendra
,
A.
Thomas
,
K.
Nielsch
,
C.
Felser
, and
S. T. B.
Goennenwein
,
Appl. Phys. Lett.
113
,
212405
(
2018
).
18.
S. N.
Guin
,
K.
Manna
,
J.
Noky
,
S. J.
Watzman
,
C.
Fu
,
N.
Kumar
,
W.
Schnelle
,
C.
Shekhar
,
Y.
Sun
,
J.
Gooth
, and
C.
Felser
,
NPG Asia Mater.
11
,
16
(
2019
).
19.
T.
Liang
,
J.
Lin
,
Q.
Gibson
,
T.
Gao
,
M.
Hirschberger
,
M.
Liu
,
R. J.
Cava
, and
N. P.
Ong
,
Phys. Rev. Lett.
118
,
136601
(
2017
).
20.
M.
Ikhlas
,
T.
Tomita
,
T.
Koretsune
,
M.-T.
Suzuki
,
D.
Nishio-Hamane
,
R.
Arita
,
Y.
Otani
, and
S.
Nakatsuji
,
Nat. Phys.
13
,
1085
(
2017
).
21.
H.
Narita
,
M.
Ikhlas
,
M.
Kimata
,
A. A.
Nugroho
,
S.
Nakatsuji
, and
Y.
Otani
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
202404
(
2017
).
22.
R. A.
de Groot
,
F. M.
Mueller
,
P. G.
van Engen
, and
K. H. J.
Buschow
,
Phys. Rev. Lett.
50
,
2024
(
1983
).
23.
B.
Balke
,
G. H.
Fecher
,
H. C.
Kandpal
,
C.
Felser
,
K.
Kobayashi
,
E.
Ikenaga
,
J. J.
Kim
, and
S.
Ueda
,
Phys. Rev. B
74
,
104405
(
2006
).
24.
J.
Hu
,
S.
Granville
, and
H.
Yu
, “
Spin-dependent thermoelectric transport in cobalt-based Heusler alloys
,”
Ann. Phys. (Berlin)
(published online).
25.
J.
Schmalhorst
,
M. D.
Sacher
,
V.
Hoeink
,
G.
Reiss
,
A.
Huetten
,
D.
Engel
, and
A.
Ehresmann
,
J. Appl. Phys.
100
,
113903
(
2006
).
26.
Y.
Sakuraba
,
J.
Nakata
,
M.
Oogane
,
H.
Kubota
,
Y.
Ando
,
A.
Sakuma
, and
T.
Miyazaki
,
Jpn. J. Appl. Phys.
Part 2
44
,
L1100
(
2005
).
27.
S.
Tu
,
J.
Hu
,
T.
Butler
,
H.
Wang
,
Y.
Zhang
,
W.
Zhao
,
S.
Granville
, and
H.
Yu
,
Phys. Lett. A
383
,
670
(
2019
).
28.
R. M.
White
and
D. J.
Friedman
,
J. Magn. Magn. Mater.
49
,
117
(
1985
).
29.
D.-J.
Kim
,
K.-D.
Lee
,
S.
Surabhi
,
S.-G.
Yoon
,
J.-R.
Jeong
, and
B.-G.
Park
,
Adv. Funct. Mater.
26
,
5507
(
2016
).
30.
K. I.
Uchida
,
T.
Kikkawa
,
T.
Seki
,
T.
Oyake
,
J.
Shiomi
,
Z.
Qiu
,
K.
Takanashi
, and
E.
Saitoh
,
Phys. Rev. B
92
,
094414
(
2015
).
31.
P.
Bougiatioti
,
C.
Klewe
,
D.
Meier
,
O.
Manos
,
O.
Kuschel
,
J.
Wollschläger
,
L.
Bouchenoire
,
S. D.
Brown
,
J.-M.
Schmalhorst
,
G.
Reiss
, and
T.
Kuschel
,
Phys. Rev. Lett.
119
,
227205
(
2017
).
32.
T. A.
Peterson
,
A. P.
McFadden
,
C. J.
Palmstrom
, and
P. A.
Crowell
,
Phys. Rev. B
97
,
020403(R)
(
2018
).
33.
S. Y.
Huang
,
X.
Fan
,
D.
Qu
,
Y. P.
Chen
,
W. G.
Wang
,
J.
Wu
,
T. Y.
Chen
,
J. Q.
Xiao
, and
C. L.
Chien
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
107204
(
2012
).
34.
N.-H.
Kim
,
D.-S.
Han
,
J.
Jung
,
K.
Park
,
H. J. M.
Swagten
,
J.-S.
Kim
, and
C.-Y.
You
,
Appl. Phys. Express
10
,
103003
(
2017
).
35.
X.
Tao
,
Q.
Liu
,
B.
Miao
,
R.
Yu
,
Z.
Feng
,
L.
Sun
,
B.
You
,
J.
Du
,
K.
Chen
,
S.
Zhang
,
L.
Zhang
,
Z.
Yuan
,
D.
Wu
, and
H.
Ding
,
Sci. Adv.
4
,
eaat1670
(
2018
).
36.
B. M.
Ludbrook
,
B. J.
Ruck
, and
S.
Granville
,
J. Appl. Phys.
120
,
013905
(
2016
).
37.
J.
Hu
,
Y.
Zhang
,
M. A.
Cabero Z
,
B.
Wei
,
S.
Tu
,
S.
Liu
,
D.
Yu
,
J.-P.
Ansermet
,
S.
Granville
, and
H.
Yu
,
J. Magn. Magn. Mater.
500
,
166397
(
2020
).
38.
B. M.
Ludbrook
,
B. J.
Ruck
, and
S.
Granville
,
Appl. Phys. Lett.
110
,
062408
(
2017
).
39.
N.
Nagaosa
,
J.
Sinova
,
S.
Onoda
,
A. H.
MacDonald
, and
N. P.
Ong
,
Rev. Mod. Phys.
82
,
1539
(
2010
).
40.
H.
Schneider
,
E.
Vilanova Vidal
,
S.
Chadov
,
G.
Fecher
,
C.
Felser
, and
G.
Jakob
,
J. Magn. Magn. Mater.
322
,
579
(
2010
).
41.
W. J.
Xu
,
B.
Zhang
,
Z. X.
Liu
,
Z.
Wang
,
W.
Li
,
Z. B.
Wu
,
R. H.
Yu
, and
X. X.
Zhang
,
Euro Phys. Lett.
90
,
27004
(
2010
).
42.
H.
Kannan
,
X.
Fan
,
H.
Celik
,
X.
Han
, and
J. Q.
Xiao
,
Sci. Rep.
7
,
6175
(
2017
).
43.
T. C.
Chuang
,
P. L.
Su
,
P. H.
Wu
, and
S. Y.
Huang
,
Phys. Rev. B
96
,
174406
(
2017
).
44.
T.
Kikkawa
,
K.
Uchida
,
S.
Daimon
,
Y.
Shiomi
,
H.
Adachi
,
Z.
Qiu
,
D.
Hou
,
X.-F.
Jin
,
S.
Maekawa
, and
E.
Saitoh
,
Phys. Rev. B
88
,
214403
(
2013
).
45.
M. S.
Gabor
,
M.
Nasui
, and
A.
Timar-Gabor
,
Phys. Rev. B
100
,
144438
(
2019
).
46.
Y.
Sakuraba
,
K.
Hasegawa
,
M.
Mizuguchi
,
T.
Kubota
,
S.
Mizukami
,
T.
Miyazaki
, and
K.
Takanashi
,
Appl. Phys. Express
6
,
033003
(
2013
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.