Spin current injection from sputtered yttrium iron garnet (YIG) films into an adjacent platinum layer has been investigated by means of the spin pumping and the spin Seebeck effects. Films with a thickness of 83 and 96 nanometers were fabricated by on-axis magnetron rf sputtering at room temperature and subsequent post-annealing. From the frequency dependence of the ferromagnetic resonance linewidth, the damping constant has been estimated to be (7.0 ± 1.0) × 10−4. Magnitudes of the spin current generated by the spin pumping and the spin Seebeck effect are of the same order as values for YIG films prepared by liquid phase epitaxy. The efficient spin current injection can be ascribed to a good YIG|Pt interface, which is confirmed by the large spin-mixing conductance (2.0 ± 0.2) × 1018 m−2.

1.
R. H.
Silsbee
,
A.
Janossy
, and
P.
Monod
,
Phys. Rev. B
19
,
4382
(
1979
).
2.
Y.
Tserkovnyak
,
A.
Brataas
, and
G. E. W.
Bauer
,
Phys. Rev. Lett.
88
,
117601
(
2002
).
3.
S.
Mizukami
,
Y.
Ando
, and
T.
Miyazaki
,
Phys. Rev. B
66
,
104413
(
2002
).
4.
A.
Azevedo
,
L. H. Vilela
Leao
,
R. L.
Rodriguez-Suarez
,
A. B.
Oliveira
, and
S. M.
Rezende
,
J. Appl. Phys.
97
,
10C715
(
2005
).
5.
E.
Saitoh
,
M.
Ueda
,
H.
Miyajima
, and
G.
Tatara
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
182509
(
2006
).
6.
M. V.
Costache
,
M.
Sladkov
,
S. M.
Watts
,
C. H.
van der Wal
, and
B. J.
van Wees
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
216603
(
2006
).
7.
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
).
8.
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
).
9.
K.
Uchida
,
S.
Takahashi
,
K.
Harii
,
J.
Ieda
,
W.
Koshibae
,
K.
Ando
,
S.
Maekawa
, and
E.
Saitoh
,
Nature
455
,
778
(
2008
).
10.
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
).
11.
C. M.
Jaworski
,
J.
Yang
,
S.
Mack
,
D. D.
Awschalom
,
J. P.
Heremans
, and
R. C.
Myers
,
Nature Mater.
9
,
898
(
2010
).
12.
K.
Uchida
,
H.
Adachi
,
T.
Ota
,
H.
Nakayama
,
S.
Maekawa
, and
E.
Saitoh
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
172505
(
2010
).
13.
A.
Kirihara
,
K.
Uchida
,
Y.
Kajiwara
,
M.
Ishida
,
Y.
Nakamura
,
T.
Manako
,
E.
Saitoh
, and
S.
Yorozu
,
Nature Mater.
11
,
686
(
2012
).
14.
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
).
15.
H.
Adachi
,
K.
Uchida
,
E.
Saitoh
, and
S.
Maekawa
,
Rep. Prog. Phys.
76
,
036501
(
2013
).
16.
S. M.
Rezende
,
R. L.
Rodriguez-Suarez
,
R. O.
Cunha
,
A. R.
Rodrigues
,
F. L. A.
Machado
,
G. A. Fonseca
Guerra
,
J. C. Lopez
Ortiz
, and
A.
Azevedo
,
Phys. Rev. B
89
,
014416
(
2014
).
17.
H. L.
Glass
,
Proc. IEEE
76
,
151
(
1988
).
18.
M.
Sparks
,
Ferromagnetic Relaxation Theory
(
McGraw Hill
,
New York
,
1964
).
19.
H. J.
Levinstein
,
S.
Licht
,
R. W.
Landorf
, and
S. L.
Blank
,
Appl. Phys. Lett.
19
,
486
(
1971
).
20.
H.
Kurebayashi
,
O.
Dzyapko
,
V. E.
Demidov
,
D.
Fang
,
A. J.
Ferguson
, and
S. O.
Demokritov
,
Nature Mater.
10
,
660
(
2011
).
21.
V.
Castel
,
N.
Vlietstra
,
B. J.
van Wees
, and
J. Ben
Youssef
,
Phys. Rev. B
86
,
134419
(
2012
).
22.
Y.
Tserkovnyak
,
A.
Brataas
, and
G. E. W.
Bauer
,
Phys. Rev. B
66
,
224403
(
2002
).
23.
A.
Kehlberger
,
R.
Röser
,
G.
Jakob
,
M.
Kläui
,
U.
Ritzmann
,
D.
Hinzke
,
U.
Nowak
,
M. C.
Onbasli
,
D. H.
Kim
,
C. A.
Ross
,
M. B.
Jungfleisch
, and
B.
Hillebrands
, e-print arXiv:1306.0784v1.
24.
Y.
Krockenberger
,
H.
Matsui
,
T.
Hasegawa
,
M.
Kawasaki
, and
Y.
Tokura
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
092505
(
2008
).
25.
Y.
Sun
,
Y.
Song
,
H. C.
Chang
,
M.
Kabatek
,
M.
Jantz
,
W.
Schneider
,
M.
Wu
,
H.
Schultheiss
, and
A.
Hoffmann
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
152405
(
2012
).
26.
M.
Althammer
,
S.
Meyer
,
H.
Nakayama
,
M.
Schreier
,
S.
Altmannshofer
,
M.
Weiler
,
H.
Huebl
,
S.
Geprägs
,
M.
Opel
,
R.
Gross
,
D.
Meier
,
C.
Klewe
,
T.
Kuschel
,
J. M.
Schmalhorst
,
G.
Reiss
,
L. M.
Shen
,
A.
Gupta
,
Y. T.
Chen
,
G. E. W.
Bauer
,
E.
Saitoh
, and
S. T. B.
Goennenwein
,
Phys. Rev. B
87
,
224401
(
2013
).
27.
O. d'Allivy
Kelly
,
A.
Anane
,
R.
Bernard
,
J. Ben
Youssef
,
C.
Hahn
,
A. H.
Molpeceres
,
C.
Carretero
,
E.
Jacquet
,
C.
Deranlot
,
P.
Bortolotti
,
R.
Lebourgeois
,
J.-C.
Mage
,
G. de
Loubens
,
O.
Klein
,
V.
Cros
, and
A.
Fert
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
082408
(
2013
).
28.
Y.
Sun
and
M.
Wu
, in
Solid State Physics
, edited by
M.
Wu
and
A.
Hoffmann
(
Elsevier
,
2014
), Vol.
64
, Chap. 6.
29.
Y.
Okamura
,
T.
Kawakami
, and
S.
Yamamoto
,
J. Appl. Phys.
81
,
5653
(
1997
).
30.
P.
Jang
and
J.
Kim
,
IEEE Trans. Magn.
37
,
2438
(
2001
).
31.
S.
Yamamoto
,
H.
Kuniki
,
H.
Kurisu
,
M.
Matsuura
, and
P.
Jang
,
Phys. Status Solidi A
201
,
1810
(
2004
).
32.
P.
Jang
,
S.
Yamamoto
, and
H.
Kuniki
,
Phys. Status Solidi A
201
,
1851
(
2004
).
33.
T.
Boudiar
,
B.
Payet-Gervy
,
M.-F.
Blanc-Mignon
,
J.-J.
Rousseau
,
M. Le
Berre
, and
H.
Joisten
,
J. Magn. Magn. Mater.
284
,
77
(
2004
).
34.
Y.
Kang
,
S.
Wee
,
S.
Baik
,
S.
Min
,
S.
Yu
,
S.
Moon
,
Y.
Kim
, and
S.
Yoo
,
J. Appl. Phys.
97
,
10A319
(
2005
).
35.
Y.
Kang
,
A.
Ulyanov
, and
S.
Yoo
,
Phys. Status Solidi A
204
,
763
(
2007
).
36.
H. L.
Wang
,
C. H.
Du
,
Y.
Pu
,
R.
Adur
,
P. C.
Hammel
, and
F. Y.
Yang
,
Phys. Rev. B
88
,
100406(R)
(
2013
).
37.
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
).
38.
T.
Liu
,
H.
Chang
,
V.
Vlaminck
,
Y.
Sun
,
M.
Kabatek
,
A.
Hoffmann
,
L.
Deng
, and
M.
Wu
,
J. Appl. Phys.
115
,
17A501
(
2014
).
39.
H.
Wang
,
C.
Du
,
P. C.
Hammel
, and
F.
Yang
,
Phys. Rev. B
89
,
134404
(
2014
).
40.
H. L.
Wang
,
C. H.
Du
,
Y.
Pu
,
R.
Adur
,
P. C.
Hammel
, and
F. Y.
Yang
,
Phys. Rev. Lett.
112
,
197201
(
2014
).
41.
C. H.
Du
,
H. L.
Wang
,
F. Y.
Yang
, and
P. C.
Hammel
,
Phys. Rev. Appl.
1
,
044004
(
2014
).
42.
H. L.
Wang
,
C. H.
Du
,
P. C.
Hammel
, and
F. Y.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
202405
(
2014
).
43.
S. R.
Marmion
,
M.
Ali
,
M.
McLaren
,
D. A.
Williams
, and
B. J.
Hickey
,
Phys. Rev. B
89
,
220404(R)
(
2014
).
44.
S. O.
Valenzuela
and
M.
Tinkham
,
Nature
442
,
176
(
2006
).
45.
Z.
Qiu
,
K.
Ando
,
K.
Uchida
,
Y.
Kajiwara
,
R.
Takahashi
,
H.
Nakayama
,
T.
An
,
Y.
Fujikawa
, and
E.
Saitoh
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
092404
(
2013
).
46.
D. D.
Stancil
and
A.
Prabhakar
,
Spin Waves
(
Springer
,
2009
).
47.
R.
Iguchi
,
K.
Ando
,
R.
Takahashi
,
T.
An
,
E.
Saitoh
, and
T.
Sato
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
51
,
103004
(
2012
).
48.
P.
Pirro
,
T.
Brächer
,
A.
Chumak
,
B.
Lägel
,
C.
Dubs
,
O.
Surzhenko
,
P.
Görnert
,
B.
Leven
, and
B.
Hillebrands
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
012402
(
2014
).
49.
R.
Arias
and
D. L.
Mills
,
Phys. Rev. B
60
,
7395
(
1999
).
50.
K.
Xia
,
P. J.
Kelly
,
G. E. W.
Bauer
,
A.
Brataas
, and
I.
Turek
,
Phys. Rev. B.
65
,
220401(R)
(
2002
).
51.
X.
Jia
,
K.
Liu
,
K.
Xia
, and
G. E. W.
Bauer
,
Europhys. Lett.
96
,
17005
(
2011
).
52.
Y.
Tserkovnyak
,
A.
Brataas
,
G. E. W.
Bauer
, and
B. I.
Halperin
,
Rev. Mod. Phys.
77
,
1375
(
2005
).
53.
O.
Mosendz
,
J. E.
Pearson
,
F. Y.
Frandin
,
G. E. W.
Bauer
,
S. D.
Bader
, and
A.
Hoffmann
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
046601
(
2010
).
54.
C.
Burrowes
,
B.
Heinrich
,
B.
Kardasz
,
E. A.
Montoya
,
E.
Girt
,
Y.
Sun
,
Y. Y.
Song
, and
M.
Wu
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
092403
(
2012
).
55.
L.
Liu
,
R. A.
Buhrman
, and
D. C.
Ralph
, e-print arXiv:1111.3702.
56.
L.
Vila
,
T.
Kimura
, and
Y.
Otani
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
226604
(
2007
).
You do not currently have access to this content.