涉及自旋杂质的纳米结输运中的自旋依赖热电效应

本文在在线性响应机制下，理论研究了嵌入有大自旋杂质（如磁性分子或原子）的磁性隧道结输运中的常规及自旋相关热电效应。该杂质由巨自旋哈密顿量描述，同时考虑了单轴和横向磁各向异性。由于横向磁各向异性分量的存在，即使在低温机制下，隧穿电子在杂质上散射时其自旋也可能发生反转。这种反转源于隧穿电子与磁性杂质之间的交换相互作用。我们计算了 Seebeck 系数和自旋 Seebeck 系数，并分析了它们对自旋杂质和隧道结各种参数的依赖性。此外，还考虑了常规和自旋优值以及热导的电子贡献。我们还表明，即使电极之间没有发生电子转移，施加于含自旋杂质结上的自旋偏压也能驱动纯自旋电流。其 underlying 机制利用了单电极隧穿过程（电极 - 自旋交换相互作用）并将杂质作为角动量的中间储库。