带隙二维 Rashba 系统中的 Magnus 自旋霍尔与自旋能斯特效应

我们利用半经典玻尔兹曼输运形式研究具有 Rashba 自旋轨道耦合的带隙二维电子气中的 Magnus 输运。除在电荷输运系数中的特征外，将 Magnus 速度纳入自旋流算符使我们能够研究系统中的 Magnus 自旋输运。具体而言，我们研究了质量带隙与费米面拓扑对 Magnus 霍尔与能斯特电导率及其自旋对应项行为的作用。我们发现 Magnus 自旋霍尔电导率在零带隙极限下消失，不同于普适自旋霍尔电导率 $\sigma_s=e/(8\pi)$。垂直于外加偏置（电学/热学）自旋极化的 Magnus 自旋流有限，而沿偏置极化的自旋流消失。各 Magnus 电导率在费米能级扫过带隙时呈现平台，并在费米能级位于带边时具有峰值（其幅度随带隙增大而减小）。