具有空间非均匀自旋轨道耦合的扩散导体中的非局域磁电效应
介观与纳米尺度物理
2019-12-16 v2
摘要
我们针对具有本征线性动量自旋轨道耦合（SOC）且假定空间非均匀的扩散混合结构，给出了非局域磁电效应的理论研究。我们的分析基于 SU(2)-协变漂移项扩散方程，并由此推导了混合界面处的边界条件（BC）。在该表述下，当自旋弛豫仅由本征 SOC 引起时，自旋电流是协变守恒的。这种守恒导致均匀系统中不存在自旋霍尔（SH）电流。我们还考虑了外来源弛豫（ESR），如磁性杂质，其破坏了协变自旋守恒，并可能引致 SH 电流。我们将模型应用于描述具有分隔两区域界面的系统中的非局域输运：一个是无本征 SOC 的正常区，另一个是具有 Rashba SOC 的区域。我们首先探讨了逆自旋-galvanic 效应，即由电场诱导的自旋极化。我们展示了此类自旋密度的空间行为如何依赖于电场方向及 ESR 速率强度。我们还研究了自旋到电荷的转换，并计算了由注入正常区的自旋电流所诱导的 Rashba 区中的电荷电流与电化学势分布。在 SOC 沿单一空间方向变化的系统中，我们发现了由某空间点处电荷电流诱导的自旋密度，与该点注入的自旋密度所诱导的空间积分电流之间的有趣非局域互易性。
引用
@article{arxiv.1907.11688,
title = {Nonlocal magnetolectric effects in diffusive conductors with spatially inhomogeneous spin-orbit coupling},
author = {Cristina Sanz-Fernández and Juan Borge and Ilya V. Tokatly and F. Sebastián Bergeret},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.11688},
year = {2019}
}