磁性石墨烯中的自旋依赖塞贝克效应与自旋卡量电子学

我们研究了磁性石墨烯在扩散和弹道机制下的自旋依赖热电效应。利用 Boltzmann 和 Landauer 形式体系，我们计算了磁性石墨烯中随自旋分裂、温度和结掺杂变化的自旋和电荷塞贝克系数（热电势）。研究发现，虽然在普通石墨烯中温度梯度驱动电荷电流，但在磁性石墨烯中还会建立显著的自旋电流。特别是我们表明，在未掺杂的磁性石墨烯中，不同的自旋载流子分别属于导带和价带，温度梯度可驱动纯自旋电流。此外，研究揭示当热能可与费米能 $k_BT\lesssim \mu$ 相比拟时，在中等且易于达到的温度下可实现深刻的热电效应。通过对自旋依赖塞贝克效应的进一步研究以及发现自旋热电势具有显著大的优值 $\mathcal{Z}_{\rm sp}T$，我们提出磁性石墨烯是自旋卡量电子学研究和应用的有前景材料。