电子系统中热自旋 - 电荷耦合理论
介观与纳米尺度物理
2012-02-22 v2
摘要
自旋输运与热电效应的相互作用为在各种材料中产生、操纵和检测非平衡自旋提供了多种新途径。在此，我们借鉴标准电自旋注入模型的精神，构建了一个唯象模型，用于描述耦合电荷、自旋和热输运的电子机制，并利用该模型分析了包含铁磁 (F) 和非磁 (N) 区域的几种不同几何结构：受温度梯度影响的 F、F/N 和 F/N/F 结。我们给出了这些结中自旋积累和自旋电流分布的解析公式，这些公式适用于隧道接触、透明接触以及中间接触。对于 F/N 结，我们计算了热自旋注入效率和由自旋积累诱导的非平衡热功率。我们找到了在 N 区域用电自旋注入抵消热自旋效应的条件。这种补偿效应在区分电子自旋注入与其他热梯度诱导的自旋注入机制方面应特别有用。对于 F/N/F 结，我们分析了 F 磁化平行和反平行取向下非平衡热功率（及化学势）的差异，以此作为 N 中自旋积累的证据和定量度量。此外，我们研究了 F/N 和 F/N/F 结中的佩尔捷效应和自旋佩尔捷效应，并给出了等温结界面处热演化的解析公式。
引用
@article{arxiv.1112.1808,
title = {Theory of thermal spin-charge coupling in electronic systems},
author = {B. Scharf and A. Matos-Abiague and I. Žutić and J. Fabian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.1808},
year = {2012}
}
备注
to be published in PRB (in press), 19 pages, 19 figures