自旋流诱导自旋霍尔效应的对称性与输运性质

我们研究了自旋流诱导的自旋霍尔效应，即纵向自旋相关化学势 $qV_{s=x,y,z}$ 诱导横向自旋电导 $G^{ss'}$。考虑了在散射区域具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用（SOI）的四端系统。利用Landauer-B$\ddot u$ttiker公式并借助格林函数，计算了各种自旋流诱导的自旋霍尔电导 $G^{ss'}$。对于电荷化学势 $qV_c$ 或自旋化学势 $qV_{s=x,y,z}$，横向电导 $G^{\mu \nu}_p=J_{p,\mu}/V_{\nu}$ 有16个元素，其中 $\mu,\nu=x,y,z,c$。由于我们系统的对称性，这些元素不是独立的。对于具有 $C_2$ 对称性的系统，当中心区域仅存在Rashba SOI或Dresselhaus SOI时，一半元素为零。数值结果表明，在所有电导元素中，自旋流诱导的自旋霍尔电导 $G^{ss'}$ 通常比自旋霍尔电导 $G^{sc}$ 和互易自旋霍尔电导 $G^{cs}$ 大得多（大约一两个数量级）。因此，在当前器件中，自旋流诱导的自旋霍尔效应占主导地位。