3d 铁磁体中依赖于磁化方向的自旋霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2020-11-11 v2
摘要
我们利用第一性原理计算研究了 3d 过渡金属铁磁体的本征自旋霍尔电导率。我们发现，作为铁磁系统原型的 bcc Fe 与 fcc Ni 的自旋霍尔电导率依赖于磁化方向。发现自旋取向正交于磁化的电子的自旋霍尔电导率大于两者平行时的情形。例如，在 bcc Fe 中前者可大于后者四倍以上。这种差异源于自旋流算符在旋量空间中的各向异性：其与布洛赫态的期望值依赖于传导电子自旋与磁化之间的相对夹角。我们推导了一个简单的解析形式来描述旋量态（相对于磁化方向）与贝里曲率及自旋贝里曲率之间的关系。该模型能够解释计算中所发现的特征。这些结果表明，铁磁体可用于产生自旋流，且其大小可由磁化方向控制。
引用
@article{arxiv.1901.10740,
title = {Magnetization direction dependent spin Hall effect in 3d ferromagnets},
author = {Guanxiong Qu and Kohji Nakamura and Masamitsu Hayashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.10740},
year = {2020}
}
备注
5 pages, 3 figures