Comprimentos de difusão de spin em metais e ligas, e reversão de spin em interfaces metal/metal: uma revisão crítica do experimentalista

Em estudos magnetorresistivos (MR) de multicamadas magnéticas compostas por combinações de metais ferromagnéticos (F) e não magnéticos (N), o momento magnético (ou 'spin' relacionado) de cada elétron de condução desempenha um papel crucial, suplementar ao de sua carga. Enquanto análises iniciais de MR nessas multicamadas assumiram que a direção do spin de cada elétron permanecia fixa enquanto o elétron transitava pela multicamada, agora sabemos que isso é verdade apenas em um certo limite. Geralmente, os spins 'invertem' em uma distância característica do metal, sua pureza e a temperatura. Eles também podem inverter em interfaces F/N ou N1/N2. Nesta revisão, descrevemos como medir os comprimentos pelos quais os momentos dos elétrons invertem em metais puros e ligas, e a probabilidade de reversão de spin em interfaces metálicas. A reversão de spin dentro dos metais é descrita por um comprimento de difusão de spin, lM (sf), onde o metal M = F ou N. Os comprimentos de difusão de spin são os comprimentos característicos nas geometrias de corrente-perpendicular-a-plano (CPP) e não-locais laterais (LNL) em que nos concentramos nesta revisão. Em certos casos simples, lN (sf) define a distância sobre a qual o CPP-MR e o LNL-MR diminuem à medida que a espessura da camada N (CPP-MR) ou o comprimento do filme N (LNL) aumentam, e lF (sf) faz o mesmo para o aumento do CPP-MR com o aumento da espessura da camada F. A reversão de spin em interfaces M1/M2 pode ser descrita por um parâmetro, delta (M1/M2), que determina a probabilidade de inversão de spin, P = 1 - exp (-delta). O aumento de delta (M1/M2) geralmente diminui o MR. Listamos valores medidos desses parâmetros e discutimos as limitações em suas determinações.