PT 对称性在反铁磁绝缘体中实现的自旋圆光电效应
材料科学
2021-11-15 v1 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
反铁磁体中短时空尺度的自旋动力学从超快自旋电子学角度看是一项引人注目的特性。然而在室温下产生高度极化的自旋电流对反铁磁体而言仍是一项根本挑战。我们提出了一种自旋圆光电效应 (spin-CPGE)，其中在圆偏振光照射下，可通过宇称-时间 (PT) 对称反铁磁 (AFM) 绝缘体中的“类注入电流”机制，在室温下产生无净电荷电流的自旋电流。我们通过双层 CrI3 与室温 AFM 赤铁矿的第一性原理模拟证明了该效应。我们的计算表明自旋-CPGE 显著，且自旋光电流的大小可与铁电材料中广泛观测到的电荷光电流相比拟。有趣的是，该自旋光电流对自旋轨道相互作用不敏感，而后者曾被视为产生自旋电流的基本机制。鉴于光-物质相互作用的快速响应、大能量尺度以及对自旋轨道相互作用的不敏感性，我们的工作为实现在广泛 PT 对称 AFM 材料（包括弱相对论磁性绝缘体与拓扑轴子绝缘体）中的快动态且耐温的纯自旋电流带来了希望。
引用
@article{arxiv.2104.08341,
title = {PT-symmetry enabled spin circular photogalvanic effect in antiferromagnetic insulators},
author = {Ruixiang Fei and Wenshen Song and Lauren Pusey-Nazzaro and Li Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.08341},
year = {2021}
}
备注
18 pages, 4 figures