反铁磁体中自旋塞贝克效应的微观理论

我们发展了反铁磁绝缘体在奈尔相与倾斜相中自旋塞贝克效应（SSE）的微观理论。我们计算了从反铁磁体隧穿到附着金属的直流自旋流，结合了自旋波理论与非平衡格林函数方法。我们的结果显示在奈尔相与倾斜相之间的自旋翻转相变处自旋流发生符号改变，这与近期关于$\rm Cr_2O_3$的SSE实验在半定量层面上一致。该符号改变可从基于上、下自旋磁子态密度的论证来解释，这与极化中子散射谱相关。该理论还表明，奈尔相中的自旋流由磁子关联主导，而倾斜相中的自旋流由两部分组成：不仅来自磁子动力学，也来自静态横向磁化强度的贡献。这一结果导致一个预测：在足够低的温度下，倾斜相中的自旋流随磁场呈非单调变化。为更统一地理解反铁磁体中的SSE，我们进一步讨论了SSE理论的一些缺失环节：界面性质、倾斜相中横向自旋矩的效应、金属中的自旋轨道耦合等。最后，我们将反铁磁体的SSE与铁磁体、亚铁磁体、一维自旋液体、自旋向列液体和自旋-佩尔斯（二聚化）相等不同磁相的SSE进行比较。