磁性STM结中自旋转移矩效率的增强
材料科学
2016-09-28 v3 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
我们提出了一种用于计算磁性扫描隧道显微镜（STM）中弹性隧穿电子的电荷与矢量自旋输运相结合的方法。该方法基于三维 Wentzel-Kramers-Brillouin (3D-WKB) 近似，并结合使用第一性原理密度泛函理论的电子结构计算。作为应用，我们分析了 Fe/W(110) 表面上方电荷电流的 STM 衬度反转对偏置电压、针尖-样品距离以及样品与铁针尖间相对磁化取向的依赖性。对于自旋转移矩（STT）矢量，我们发现其面内分量通常大于面外分量，并且我们确认了存在纵向自旋电流分量，但该分量不对力矩产生贡献。我们的结果表明，磁性 STM 结中的力矩-电流关系遵循幂律而非线性函数。因此，我们显示 STT 与自旋极化电荷电流之比非常量，且更重要的是它可通过偏置电压、针尖-样品距离和磁化旋转进行调控。我们发现通过选择合适的偏置电压，STT 效率可增强约七倍。因而，我们证明了磁性 STM 结中 STT 效率可能的增强，这可在技术应用中加以利用。我们结合 Krause 等人在 Phys. Rev. Lett. 107, 186601 (2011) 报道的 Fe/W(110) 表面上方 STT 的间接测量讨论了我们的结果。
引用
@article{arxiv.1603.01714,
title = {Enhancement of the spin transfer torque efficiency in magnetic STM junctions},
author = {Krisztián Palotás and Gábor Mándi and László Szunyogh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.01714},
year = {2016}
}
备注
29 pages manuscript, 6 figures, 1 table, accepted in PRB