拓扑绝缘体/铁磁体异质结构中磁振子自旋流的微观推导

我们研究了拓扑绝缘体/铁磁体异质结构中的自旋-电转换效应。在自旋动量锁定的表面态中，电流产生非平衡自旋积累，从而引起作用于铁磁体的自旋轨道力矩。当铁磁体中的自旋与积累的自旋完全平行时，该自旋轨道力矩为零。然而，在存在自旋激发的情况下，磁振子与电子之间的耦合使我们能够获得非零力矩。在本文中，我们考虑了该异质结构的一个模型，其中界面处的三维磁振子气体与二维无质量狄拉克电子系统相耦合。我们计算了在电子-磁振子相互作用最低阶下由电场诱导的力矩，该力矩可被解释为磁振子自旋流。我们推导了高温和低温下的表达式，并估算了室温下实际材料中诱导自旋流的数量级。