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铁磁合金自旋反常霍尔效应的第一性原理计算

介观与纳米尺度物理 2021-10-22 v2 材料科学

摘要

铁磁金属中的自旋反常霍尔效应(SAHE)可通过非磁性间隔层在磁结中产生自旋轨道转矩以翻转另一铁磁层的磁化,因而备受关注。我们基于第一性原理密度泛函理论与线性响应理论,理论研究了 L10_0 型合金 XXPt(XX=Fe,Co,Ni)的自旋反常霍尔电导(SAHC)。我们发现 FePt 的 SAHC 远小于反常霍尔电导(AHC),导致反常霍尔效应极化率 ζ\zeta=SAHC/AHC 仅约 0.1 而非常小。另一方面,SAHC 随价电子数(NvN_{\rm v})增加而增大,CoPt 与 NiPt 展现出相对较大的 ζ|\zeta| 值,大于 1。AHC 自旋向下-向下分量的负贡献是 CoPt 与 NiPt 中较大 SAHC 与 ζ\zeta 的起源,这源于少数自旋态中费米能级附近 Pt 的反键态。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.07993,
  title  = {First-principles calculations on the spin anomalous Hall effect of ferromagnetic alloys},
  author = {Yoshio Miura and Keisuke Masuda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.07993},
  year   = {2021}
}