直接和逆自旋轨道力矩
材料科学
2015-08-17 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
在缺乏反演对称性的共线磁体中，电流的施加会在磁化强度上诱导力矩，反之，磁化动力学也会感应出电流。这两种效应都依赖于自旋轨道相互作用 (SOI)，彼此互为倒易，分别称为直接自旋轨道力矩 (SOT) 和逆自旋轨道力矩 (ISOT)。我们在 Kubo 线性响应形式体系内推导了 SOT 和 ISOT 的表达式。我们表明，适合密度泛函理论计算的表达式既可以从具有含时交换场的 Kohn-Sham 哈密顿量出发推导，也可以通过用 Kohn-Sham 磁化率表示一般磁化率来推导。对于磁性双层系统，我们推导了铁磁共振下诱导的 ISOT 电流的一般形式。利用密度泛函理论内的\textit{ab initio}计算，我们研究了 Co/Pt(111) 磁性双层系统中的 SOT 和 ISOT。我们确定了自旋流和电荷流以及力矩的空间分布，以揭示 SOT 和 ISOT 背后的机制，并强调它们在微观层面的倒易性。我们发现自旋霍尔效应在界面附近是位置依赖的。
引用
@article{arxiv.1406.3866,
title = {Direct and inverse spin-orbit torques},
author = {Frank Freimuth and Stefan Blügel and Yuriy Mokrousov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.3866},
year = {2015}
}