存在强自旋轨道耦合界面时的弹道自旋输运
介观与纳米尺度物理
2017-10-04 v1
摘要
不同材料界面处的反演对称性破缺会产生强界面自旋轨道耦合（ISOC），可能影响混合结构中的自旋与电荷输运。本文采用一个简单的解析可解模型，在弹道近似下研究双层金属体系中由ISOC诱导的各种自旋输运现象。在该模型中，通过在金属结上施加自旋依赖的偏压，产生携带自旋流的非平衡稳态。随后利用散射矩阵方法计算物理可观测量。特别地，我们计算了界面处的自旋流吸收（界面自旋损耗），并研究了界面自旋-电荷转换。后者表现为施加于结上的自旋依赖偏压所产生的面内界面电荷流，可视为由ISOC介导的自旋电流效应。最后，我们证明ISOC导致界面自旋流交换效应，即流经自旋轨道活性界面的“初级”自旋流必然伴随着沿界面流动、且极化方向垂直于“初级”电流方向的“次级”交换自旋流。利用精确的自旋连续性方程，我们将交换效应与界面自旋损耗联系起来，并论证该效应具有普适性，不依赖于具体计算所用的弹道近似。
引用
@article{arxiv.1706.04797,
title = {Ballistic spin transport in the presence of interfaces with strong spin-orbit coupling},
author = {Juan Borge and Ilya Tokatly},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.04797},
year = {2017}
}