A pure spin current, i.e., a flow of angular momentum without accompanying net charge current, is a key ingredient in the field of spintronics. In this thesis, we experimentally investigated two different concepts for pure spin current sources suggested by theory. The first is based on a time-dependent magnetization precession which “pumps” a pure spin current into an adjacent non-magnetic conductor. Our experiments quantitatively corroborated important predictions expected theoretically for this approach, including the dependence of the spin current on the sample geometry and the microwave power. Even more important, we could show for the first time that the spin pumping concept is viable in a large variety of ferromagnetic materials and that it only depends on the magnetization damping. Therefore, our experiments established spin pumping as generic phenomenon and demonstrated that it is a powerful way to generate pure spin currents. The second theoretical concept is based on the conversion of charge currents into spin currents in non-magnetic nanostructures via the spin Hall effect. We experimentally investigated this approach in H-shaped, metallic nanodevices, and found that the predictions are linked to requirements not realizable with the present experimental techniques, neither in sample fabrication nor in measurement technique. Indeed, our experimental data could be consistently understood by a spin-independent transport model describing the transition from diffusive to ballistic transport. In addition, the implementation of advanced fabrication and measurement techniques allowed to discover a new non-local phenomenon, the non-local anisotropic magnetoresistance. Finally, we also studied spin polarized supercurrents carried by spin-triplet Cooper pairs. We found that low resistance interfaces are a key requirement for further experiments in this direction.     «

A pure spin current, i.e., a flow of angular momentum without accompanying net charge current, is a key ingredient in the field of spintronics. In this thesis, we experimentally investigated two different concepts for pure spin current sources suggested by theory. The first is based on a time-dependent magnetization precession which “pumps” a pure spin current into an adjacent non-magnetic conductor. Our experiments quantitatively corroborated important predictions expected theoretically for t...     »

Spinströme, also reine Drehmomentströme bei verschwindendem Netto-Ladungsstrom, stellen ein Schlüsselkonzept im Bereich der Spintronik dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei theoretische Vorschläge zur Erzeugung von Spinströmen experimentell untersucht. Das erste als “Spin-Pumpen” bezeichnete Konzept basiert auf einer zeitlich variierenden Magnetisierung. Es wurde in vollem Umfang experimentell bestätigt. Außerdem konnte gezeigt werden, dass das Spin-Pumpen ein generischer, vom ferromagnetischen Material im Wesentlichen unabhängiger Effekt ist. Das zweite Konzept beruht auf der Umwandlung von Spin- in Ladungsstrom in nicht-magnetischen, metallischen Nanostrukturen. Hier zeigte sich, dass die theoretischen Vorhersagen an Rahmenbedingungen geknüpft sind, die experimentell nicht zu realisieren sind.     «

Spinströme, also reine Drehmomentströme bei verschwindendem Netto-Ladungsstrom, stellen ein Schlüsselkonzept im Bereich der Spintronik dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei theoretische Vorschläge zur Erzeugung von Spinströmen experimentell untersucht. Das erste als “Spin-Pumpen” bezeichnete Konzept basiert auf einer zeitlich variierenden Magnetisierung. Es wurde in vollem Umfang experimentell bestätigt. Außerdem konnte gezeigt werden, dass das Spin-Pumpen ein generischer, vom ferromagnetisch...     »