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关于“自旋轨道耦合诱导磁动力学产生超高次谐波”的评论及计算量子输运科学软件验证方法建议

介观与纳米尺度物理 2023-03-22 v3

摘要

在最近一篇论文 [Phys. Rev. B {\bf 105}, L180415 (2022)] 中,Ly 和 Manchon 使用开源代码 {\tt TKWANT} 进行含时计算量子输运,预测了自旋电子学中由磁化动力学泵浦电流这一成熟领域中令人惊讶的特征——在存在自旋轨道(SO)耦合时,泵浦电荷电流以磁化进动频率 ω0\omega_0 和高次谐波 N=ω/ω0N=\omega/\omega_0 振荡,并通过增强 SO 耦合达到 {\em 惊人地高} 的截止值 \mbox{Nmax1000N_\mathrm{max} \simeq 1000}。然而,该论文结果违背了含时量子输运的两个基本定理:({\em i})对于两端器件,由于有源区连接两个带来连续能谱的半无限引线,其对时间周期外场的电流响应在长时间极限下 {\em 必须本身完全周期};({\em ii})在左右对称的两端器件中不允许存在电荷电流的直流分量,或在非对称器件中其值不能仅通过增大 SO 耦合而改变。我们通过对承载 Rashba SO 耦合的一维两端器件(有源区为铁磁性——器件左右对称;或反铁磁性——器件左右不对称)应用完全不同的计算来说明这两个定理。我们得出结论:在 SO 耦合存在时泵浦电流中的谐波确实存在,但其“超高”截止是 {\tt TKWANT} 中“缺陷”或所选算法不当的假象。最后,我们建议在将含时量子输运代码投入产出研究论文之前,对这类代码进行 {\em 验证},或由用户在(开发者)名义已验证的代码中选用算法。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.06895,
  title  = {Comment on "Spin-orbit coupling induced ultrahigh-harmonic generation from magnetic dynamics" with prescriptions on how to validate scientific software for computational quantum transport},
  author = {Branislav K. Nikolic and Jalil Varela Manjarres},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.06895},
  year   = {2023}
}

备注

5 pages, 1 figure