声子诱导自旋弛豫与退相干的多体理论

第一性原理计算能够准确预测电子相互作用与动力学。然而，计算电子自旋动力学仍然具有挑战性。自旋轨道相互作用引起各种与声子耦合的动力学现象，例如自旋进动和自旋翻转的电-声子散射，这些难以用当前的第一性原理计算描述。本工作中，我们通过计算自旋-自旋关联函数及其由于电-声子相互作用产生的顶点修正，展示了研究声子诱导自旋弛豫与退相干的严格框架。我们将此方法应用于一个模型系统，并发展了 GaAs 中自旋弛豫的相应第一性原理计算。我们的顶点修正形式化方法被证明能够捕捉 Elliott-Yafet、Dyakonov-Perel 和强进动机制——三种具有不同物理起源的独立自旋退相干机制——从而统一了它们的理论处理与计算。我们的方法具有通用性，能够对广泛材料与器件中的自旋弛豫、退相干与输运进行定量研究。