Weyl 半金属中的反常自旋 Nernst 效应
介观与纳米尺度物理
2019-08-27 v1
摘要
自旋 Nernst 效应描述了在具有自旋轨道耦合的系统中由纵向热梯度诱导的横向自旋流。本文研究了在垂直磁场下介观四端十字杆 Weyl 半金属器件中的自旋 Nernst 效应。通过使用紧束缚哈密顿量结合非平衡格林函数方法，得到了横向引线中的自旋流三个分量以及自旋 Nernst 系数。结果表明，Weyl 半金属中的自旋 Nernst 效应与传统的有本质区别：z 方向自旋流在无磁场时为零而在磁场下出现，且两个横向引线中的 x 和 y 方向自旋流一同流出或一同流入，与传统自旋 Nernst 效应相反——传统效应中自旋流由自旋轨道耦合诱导并从一个引线流出而从另一个流入。因此我们称之为反常自旋 Nernst 效应。此外，我们表明 Weyl 半金属具有中心反演型对称、镜面反演型对称和电子-空穴型对称，这导致自旋 Nernst 系数成为费米能、磁场和横向端点的奇函数或偶函数。而且，Weyl 半金属中的自旋 Nernst 效应具有强烈的各向异性，其系数强烈依赖于热梯度方向和横向引线连接方向。详细研究了三种不等价连接模式（x-z、z-x 和 x-y 模式），三种不同模式的自旋 Nernst 系数表现出非常不同的行为。这些强烈的各向异性行为可用作磁性 Weyl 半金属的表征。
引用
@article{arxiv.1903.04848,
title = {Anomalous spin Nernst effect in Weyl semimetals},
author = {Ning-Xuan Yang and Yan-Feng Zhou and Zhe Hou and Qing-Feng Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.04848},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 11 figures