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铁磁绝缘体中自旋波的热力学输运理论

材料科学 2018-09-05 v3

摘要

我们使用弛豫时间近似下的玻尔兹曼输运理论来描述铁磁体中自旋波的热输运。通过将自旋波视为磁子激发,我们能够解析和数值地计算本构热磁输运方程的系数。作为主要结果,我们发现,在低温和低场极限下,关联磁化电流势梯度与温度梯度的绝对热磁功率系数 ϵM\epsilon_M 为常数 ϵM=0.6419kB/μB\epsilon_M = -0.6419 \, k_B/\mu_B。该理论正确地描述了自旋塞贝克实验的低温和磁场依赖性。此外,该理论预测,在极低温度极限下,关联热流与磁化电流的自旋 Peltier 系数 ΠM\Pi_M 趋向于一个取决于磁场幅值的有限值。这表明在低温学中将自旋 Peltier 效应用作高效冷却机制的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.1607.03301,
  title  = {Thermodynamic transport theory of spin waves in ferromagnetic insulators},
  author = {Vittorio Basso and Elena Ferraro and Marco Piazzi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1607.03301},
  year   = {2018}
}

备注

(v1) PDFLaTeX, 10 pages, 5 figures, 1 table, submitted to Phys. Rev. B; (v2) PDFLaTeX, 12 pages, 5 figures, 1 table; Secs. I, III, IV highly improved, old-Sec. VI splitted into two new Secs. VI-VII, references added, typos corrected, revised version re-submitted to Phys. Rev. B; (v3) PDFLaTeX, 12 pages, 5 figures, 1 table; Refs. [3], [27], [36] updated, final version published in Phys. Rev. B