单向磁电阻与非线性霍尔效应的理论
材料科学
2021-11-03 v2
摘要
我们研究了铁磁 Rashba 模型中的单向磁电阻（UMR）和非线性霍尔效应（NLHE）。为此，我们推导了描述电场二次方的电流响应的表达式。我们比较了两种不同形式体系，即标准 Keldysh 非平衡形式体系与 Moyal-Keldysh 形式体系，以推导 UMR 和 NLHE 的非线性电导率。我们发现，当应用于铁磁 Rashba 模型时，两种形式体系给出相同的数值结果。根据我们的计算，UMR 与 NLHE 的非线性电导率在量级上往往相当。此外，它们对 Rashba 参数和准粒子展宽的依赖关系相似。此处考虑的非线性零频响应比描述铁磁 Rashba 模型中光电流产生的光学频率处的响应高几个数量级。此外，我们将独立粒子近似下的 Keldysh 非平衡表达式与文献中在玻尔兹曼形式体系恒定弛豫时间近似下得到的 UMR 表达式进行比较。我们发现，在无限弛豫时间极限下两种形式体系收敛于同一解析公式。然而，值得注意的是，我们发现玻尔兹曼结果并不对应于 Keldysh 表达式的带内项。相反，玻尔兹曼结果对应于带内项与一个带间项之和，由于 f-sum 规则，该带间项可被化为有效带内项的形式。
引用
@article{arxiv.2106.08309,
title = {Theory of unidirectional magnetoresistance and nonlinear Hall effect},
author = {Frank Freimuth and Stefan Blügel and Yuriy Mokrousov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.08309},
year = {2021}
}