通过应变消除费米袋实现准完全电-旋转换于 d 型反磁体
材料科学
2026-04-28 v2 计算物理
摘要
型反磁体具有近正交的平坦费米面, 在理想极限下可实现完全的自旋通道分离, 理论上的电-旋转换效率(CSE)可达 100%。最近发现的金属反磁体 就是这一类物质的典型代表, 但实际样品中残存的椭圆形费米袋会增强电导率同时抑制自旋导率, 大幅降低 CSE。本文表明, 在平面等向拉伸应变下, 这些寄生费米袋可系统性地被消除, 从而恢复平坦带结构。我们的第一性原理计算显示, 随着应变增大, CSE 单调上升, 在 4% 应变处达到约 96% 的纪录水平。拟合计算得到的有效紧密模型准确捕捉了费米面的演化, 并确认抑制费米袋(由减小的下一最近邻位程决定)是应变增强 CSE 的主要机制。我们进一步识别出在倾斜电场下出现的一种非传统的垂直自旋电流分量, 在最佳取向下可实现约 55% 的 CSE, 为实现无场垂直磁化翻转提供了有前景的途径。本研究表明, 通过应变工程可实际逼近 型反磁体的终极转换极限, 并为高效旋流器件的设计提供了原则。
引用
@article{arxiv.2604.21779,
title = {Nearly Complete Charge--Spin Conversion via Strain-Eliminated Fermi Pockets in $d$-Wave Altermagnets},
author = {Wancheng Zhang and Zhenhua Zhang and Rui Xiong and Zhihong Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.21779},
year = {2026}
}
备注
7 pages, 4 figures