耦合至进动铁磁体的多端Aharonov-Casher环中的自旋-电荷转换：一种电荷守恒的Floquet-非平衡格林函数方法
介观与纳米尺度物理
2015-03-13 v1
摘要
我们推导了描述由任意强度频率的外场周期性驱动的开放量子系统的Floquet-非平衡格林函数（Floquet-NEGF）的非微扰解。通过采用约化能带方案，我们得到了对于任意给定最大光子数都能保持守恒电荷流的表达式，这与其他现有的基于Floquet-NEGF的表达式不同，后者需要考虑无穷多个光子才能保证守恒（这不太可行）。为了证明我们推导的形式的正确性并研究自旋-轨道耦合（SOC）引起的自旋-电荷转换，我们考虑了与S. Souma等人（Phys. Rev. B 70, 195346 (2004) 和 Phys. Rev. Lett. 94, 106602 (2005)）中电驱动装置互逆的自旋驱动装置。在我们的装置中，纯自旋电流由进动铁磁（FM）岛的磁化动力学驱动，然后被泵浦到相邻的两端或四端介观Aharonov-Casher（AC）环（具有Rashba SOC）中，在那里发生自旋-电荷转换。我们的自旋驱动结果显示出互逆特征，与上述电驱动装置中的发现极好地一致。我们提出了两种对称操作（AC环哈密顿量在这些操作下不变），以论证同一泵浦配置内或不同泵浦配置之间引线中泵浦/转换电流的关系。对称性论证独立于环宽度以及引线、端子和进动FM岛中的开放通道数。特别地，对于某些两端子和两个进动FM岛的设置，可以在引线中产生净纯面内自旋电流和纯自旋电流，其电流大小和极化方向可通过泵浦配置和覆盖两个FM岛之间两端子AC环的栅极电压进行调节。
引用
@article{arxiv.1208.2275,
title = {Spin-charge conversion in multiterminal Aharonov-Casher ring coupled to precessing ferromagnets: A charge conserving Floquet-nonequilibrium Green function approach},
author = {Son-Hsien Chen and Chien-Liang Chen and Farzad Mahfouzi and Ching-Ray Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.2275},
year = {2015}
}
备注
Submitted to Physical Review B