涡旋诱导自旋输运的流体力学理论
介观与纳米尺度物理
2021-11-17 v1
摘要
从流体力学视角理论研究了无序金属中的电子自旋输运，聚焦于电子涡旋的作用。计算了考虑自旋轨道相互作用与均匀磁化后的自旋分辨电子动量流密度，并作为对驱动电场的线性响应给出了自旋动生力的表达式。表明自旋分辨动量流密度与动生力由环矩刻画，其表示为外加电场与自旋极化及/或磁化的矢量积。近期研究的自旋-涡旋与磁化-涡旋耦合，被证明源于环矩对动量流密度的贡献。自旋动生力除传统的守恒部分外，由于自旋-涡旋耦合还存在非守恒贡献。计算了电场诱导的自旋积累以展示涡旋与诱导自旋间的直接关系，并将自旋霍尔效应诠释为源于自旋-涡旋耦合。表明自旋-涡旋耦合产生涡旋诱导力矩与自旋弛豫。涡旋诱导力矩是自旋轨道相互作用的线性效应，预期大于诸如源于磁化结构的非绝热（）电流诱导力矩等二阶力矩。论证了内禀逆自旋霍尔效应在流体力学语境下对应于动量流密度的反对称分量。
引用
@article{arxiv.2108.09919,
title = {Hydrodynamic theory of vorticity-induced spin transport},
author = {Gen Tatara},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.09919},
year = {2021}
}