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Temperature-Dependent Spin Transport and Current-Induced Torques in Superconductor-Ferromagnet Heterostructures
Physical Review Letters ( IF 8.385 ) Pub Date : 2021-02-22 , DOI: 10.1103/physrevlett.126.087201
M. Müller; L. Liensberger; L. Flacke; H. Huebl; A. Kamra; W. Belzig; R. Gross; M. Weiler; M. Althammer

We investigate the injection of quasiparticle spin currents into a superconductor via spin pumping from an adjacent ferromagnetic metal layer. To this end, we use NbN-Ni80Fe20(Py) heterostructures with a Pt spin sink layer and excite ferromagnetic resonance in the Permalloy layer by placing the samples onto a coplanar waveguide. A phase sensitive detection of the microwave transmission signal is used to quantitatively extract the inductive coupling strength between the sample and the coplanar waveguide, interpreted in terms of inverse current-induced torques, in our heterostructures as a function of temperature. Below the superconducting transition temperature Tc, we observe a suppression of the dampinglike torque generated in the Pt layer by the inverse spin Hall effect, which can be understood by the changes in spin current transport in the superconducting NbN layer. Moreover, below Tc we find a large fieldlike current-induced torque.

中文翻译:

超导体-铁磁体异质结构中随温度变化的自旋输运和电流感应转矩

我们研究了通过从邻近的铁磁金属层的自旋泵将准粒子自旋电流注入超导体。为此,我们使用NbN-8020y通过将样品放置在共面波导中,具有Pt自旋吸收层的异质结构并在坡莫合金层中激发铁磁共振。微波传输信号的相敏检测用于定量提取样品和共面波导之间的感应耦合强度,该异质结构中的感应耦合强度以反向电流感应扭矩的形式解释为温度的函数。低于超导转变温度ŤC,我们观察到逆自旋霍尔效应抑制了Pt层中产生的类似阻尼的转矩,这可以通过超导NbN层中自旋电流传输的变化来理解。而且,下面ŤC 我们发现了像电流一样大的感应转矩。
更新日期:2021-02-22
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