正常金属-手性绝缘体异质结构中的自旋热力学效应
介观与纳米尺度物理
2026-04-28 v1
摘要
声子能够携带角动量并通过原子运动的圆极化呈现手性。这使得通过声子角动量转化为电子自旋角动量而实现声子介导的自旋热力学效应（SSE）成为可能。在本文中，我们在非平衡格林函数 formalism 下构建了计算正常金属（NM）-手性绝缘体（CI）异质结构中自旋电流的理论框架。我们讨论了 (i) NM-CI 界面热力学偏置、(ii) NM 的化学势以及 (iii) 额外界面层的插入对自旋传输性质的影响。我们识别出两种显著的非线性自旋传输现象：负微分 SSE 和自旋电流整流。负微分 SSE 源于热力学偏置与热激发电子密度之间的竞争。自旋电流整流表明可能实现受热控制的自旋二极管。我们还发现自旋传输行为与有效界面谱密度密切相关。该工作提供了一种利用手性声子实现受热控制自旋器件的新途径。
引用
@article{arxiv.2604.23111,
title = {Spin Seebeck Effect in Normal-Metal--Chiral-Insulator Heterostructure},
author = {Jiayan Zhang and Gaoyang Li and Gaomin Tang and Yanxia Xing},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.23111},
year = {2026}
}