اثر اسپيني هال در لايه هاي نازك فلزي غير سنگين

Spin Hall effect in non-heavy metal thin layers

اثر اسپيني هال SHE و اثر اسپيني مال معكوس پديده هايي هستند كه از برهمكنش اسپين مدار ناشي مي شوند و ساز كاري براي تبديل جريان هاي الكتريكي و اسپيني به يكديگر، فراهم مي كنند. تا به حال مواد با عناصر سنگين كه برهمكنش اسپين مدار بزرگي دارند تنها گزينه ي موجود براي ايجاد اين اثر در فلزات بودند. با نگرشي بر زبري سطح به عنوان يك پتانسيل قابل توجه كه در پراكندگي اسپيني نقش بسزايي دارد، در اين مقاله در لايه هاي نازك فلزي غير سنگين مانند آلومينيوم و مس، SHE را بدون استفاده از عناصر سنگين افزايش داديم. همچنين نشان داديم كه حتي سطحي با ماهيت نويز سفيد مي تواند از طريق مكانيسم جهت جانبي اثر اسپيني هال توليد كند. زاويه اسپيني هال به دست آمده براي اين مواد قابل مقايسه با فلزات سنگين مانند پلاتين و طلا هستند.

Spin Hall effect (SHE) and its inverse effect are group of phenomena that result from spin orbit interaction and provide an interconversion mechanism between charge and spin currents. So far materials with heavy elements carrying a strong spin orbit interaction are the only option for provide these effect in metallic thin films. In this paper with using the surface roughness as an effect spin scatterer potential in non heavy metallic thin films such as Aluminium and Copper, we show strong SHE occurs without using heavy elements. We also demonstrate that even a surface with white noise nature can generate SHE with using side jump mechanism. Spin Hall angle obtained for these materials is comparable with those in heavy metals such as Platinum and Gold