Estudo da dinâmica da magnetização em filmes finos de dissulfeto de tungstênio

Abstract

Neste trabalho investiga-se as propriedades de conversão de corrente de spin em corrente de carga do semicondutor WS2. Filmes finos bidimensionais compostos por bicamadas de Pd(10 nm) / NiFe(10 nm) e tricamadas de WS2 / Pd(10 nm) / NiFe(10 nm) foram investigados por meio do efeito Hall de spin inverso (ISHE) usando efeito de bombeamento de spin (spin pumping) (SPE) e efeito Seebeck de spin (SSE), nos quais uma corrente de spin gerada na camada ferromagnética é injetada na(s) camada(s) adjacente(s). O filme de WS2 foi crescido pela técnica de spin coating, enquanto que as camadas de Pd e NiFe foram fabricadas por magnetron sputtering. Caracterizações estruturais foram realizadas pelas técnicas de espectroscopia Raman, difração de raios-X para amostras na forma de pó (PXRD) e difração de raios-X em baixo ângulo (LIXRD). Medindo a corrente ISHE de cada amostra e fazendo um comparativo, consegue-se obter um parâmetro-chave para a spintrônica: o ângulo Hall de spin (𝜃𝑆𝐻) para a tricamada WS2/Pd/NiFe, com o valor de 𝜃𝑆𝐻 = 0,015. Com esta investigação, mostra-se que o filme de WS2 tem contribuição significativa para corrente de spin, demonstrando ser um material promissor para aplicação em spintrônica de semicondutores.

In this work we investigate the spin current to charge current conversion properties of the semiconductor WS 2 . Two-dimensional thin films composed of bilayer Pd (10nm) / NiFe (10nm) and trilayer of WS 2 / Pd (10nm) / NiFe (10nm) were investigated by means of the inverse spin Hall effect (ISHE) using spin pumping effect (SPE) and spin Seebeck effect (SSE) experiments in which a spin current generated in the ferromagnetic layer is injected into the adjacent layer. The WS 2 film was grown by the spin coating technique, while the Pd and NiFe layers were grown by magnetron sputtering. Structural characterizations have been done by Raman spectroscopy, X-ray powder diffraction (PXRD) and low-angle X-ray diffusion (LIXRD). By measuring the ISHE current of each sample and making a comparative, we were able to obtain a key spintronic parameter: the spin Hall angle θ SH for a WS 2 /Pd/NiFe, with the value of θ SH = 0,015. With this research, we show that the WS 2 film has a significant contribution to the spin current, proving to be a promising material for the spintronic application of semiconductors.