反铁磁螺旋结构作为高效自旋极化器：电场与高阶跃迁的相互作用

我们报道了一种具有零净磁化的反铁磁螺旋系统的自旋过滤操作。通常认为，对于此类系统，由非极化电子束不再能获得自旋极化电流。但是，一旦我们施加垂直于螺旋轴的电场，上自旋与下自旋能带之间就会发生大幅分离，从而产生高度的自旋极化。据我们所知，迄今为止尚未有此类方案的报道。采用紧束缚框架来描述反铁磁螺旋，我们利用 Landauer-Büttiker 形式计算自旋选择性电流，从而求得自旋过滤效率。几何构型在自旋通道分离中起着重要作用，在此我们深入研究了在电场存在下电子的短程与长程跃迁效应。我们发现，随着电子跃迁范围的增加，过滤性能得以提升。此外，通过改变电场的大小与方向，以及调节描述反铁磁螺旋的物理参数，可有选择地改变自旋极化的相位。最后，我们探讨了退相干的特殊作用，以使系统更为真实，并使本文成为一个自洽的论述。我们的分析可能为获得依赖于构型、具有更长程电子跃迁的自旋极化提供新途径，并可进一步推广到各种不同的其他引人入胜的反铁磁系统。