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面外磁场下不对称拓扑绝缘体薄膜中的自旋积累

介观与纳米尺度物理 2017-07-25 v1

摘要

本工作中,我们研究在不对称拓扑绝缘体(TI)薄膜系统中,由面内电场、面外磁场和面内磁化引起的自旋积累。TI薄膜不同于更常被研究的厚TI系统,在于前者具有顶和底两个表面,由于有限厚度,局域于两表面的态可相互耦合。在典型的TI薄膜系统自旋扭矩实验中,薄膜的顶面和底面是不对称的,因为顶面与铁磁层接触而底面邻接非磁衬底。这可能导致顶底表面态经历不同的(i)势和(ii)磁化强度。我们通过Kubo公式计算表明,这两种效应各自都能导致垂直于磁化方向的面内自旋积累,而在顶底对称的TI薄膜系统中则不存在此类积累。这种自旋积累源于零磁场等能轮廓周围自旋积累反对称性的破缺。

关键词

引用

@article{arxiv.1607.02550,
  title  = {Spin accumulation in asymmetric topological insulator thin films in out of plane magnetic fields},
  author = {Zhuo Bin Siu and Debashree Chowdhury and Banasri Basu and Mansoor B. A. Jalil},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1607.02550},
  year   = {2017}
}