铁磁 nanotube 中的自旋锁定螺旋电流与纯旋泵
介观与纳米尺度物理
2025-10-29 v2 材料科学
摘要
铁磁性在 3D 和 2D 晶体中已得到广泛探索，但其一维实现仍鲜有探索。本文提出由滚动 2D 铁磁体构成的铁磁 nanotube，将动量奇异自旋极化转化为由螺旋轴约束的自旋-手性锁定。不同于弯曲薄膜中由曲率引起的磁化， nanotube 是镜像反歧性的，不产生净磁化。两种互为反演的效应出现：（i）单自旋注入驱动螺旋电流，其手性由自旋决定，导致轴向磁场呈相反符号；（ii）时变轴向通量产生环形法拉第场，驱动两个自旋通道中等幅但符号相反的轴向电荷电流，在开路条件下产生纯旋电流。作为推论，自旋积累可编程 nanotube 的手性，并可将其写入至其他各向同性的同轴 nanotube 中。V2Se2O 的第一性原理结果确认了近似能带两端的自旋相关螺旋波函数，确立了一种无需静态磁场偏置即可实现的自旋可编程螺旋纳米器件和紧凑型 flux 发电机/电荷中性旋注入器的非相对论路径。
引用
@article{arxiv.2510.19700,
title = {Spin-Locked Helical Currents and Pure Spin Pumping in Altermagnetic Nanotubes},
author = {Xin Chen and Zhen Han and Linyang Li and Mingwen Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.19700},
year = {2025}
}