共振埃德尔斯坦效应与逆埃德尔斯坦效应、电荷-自旋转换及手性自旋模式的自旋泵浦
介观与纳米尺度物理
2026-03-31 v2 强关联电子
摘要
在具有破缺空间反演对称性的体系中，自旋-轨道耦合会产生埃德尔斯坦效应（即由电场或电流感生的自旋极化）和逆埃德尔斯坦效应（又称自旋-电流效应，即由振荡磁场或自旋极化感生的电流）。同时，自旋-轨道耦合与电子-电子相互作用的相互影响导致了一类特殊的集体激发——手性自旋模式，即无磁场条件下自旋极化的振荡。因此，埃德尔斯坦效应和逆埃德尔斯坦效应都会在手性自旋集体模式的频率处出现共振。本文详细研究了电子关联对单谷二维电子气和具有邻近效应感生自旋-轨道耦合的多谷狄拉克体系中埃德尔斯坦效应与逆埃德尔斯坦效应共振的影响。虽然手性自旋模式同时包含面内和面外自旋振荡，但我们证明只有面内模式才对这些共振负责。在多谷体系中，电子关联将面内模式劈裂为两支。我们在谷内与谷间相互作用的广阔参数空间中研究了两支模式之间的谱权重分布。最后，我们证明利用手性自旋模式可以实现电荷-自旋转换的共振增强，并在自旋泵浦过程中获得注入自旋的方向控制，这两者都与自旋电子学相关。
关键词
引用
@article{arxiv.2501.15752,
title = {Resonant Edelstein and inverse-Edelstein effects, charge-to-spin conversion, and spin pumping from chiral-spin modes},
author = {Mojdeh Saleh and Abhishek Kumar and Dmitrii L. Maslov and Saurabh Maiti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.15752},
year = {2026}
}