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由电子自旋驱动的碳纳米管扭转振动

介观与纳米尺度物理 2026-03-16 v1

摘要

我们从理论上探讨了在悬挂的碳纳米管量子点中,由电子自旋驱动的扭转振动激励机制。通过考虑在半金属铁磁电极之间夹层的碳纳米管(CNT)并采用反平行磁化配置,我们展示了自旋-旋转耦合使角动量从电子自旋传递到机械扭转模态下的条件。我们采用玻尔兹曼方程方法分析量子点的能级与量化扭转振子的耦合动力学,评估了稳态电流和声子分布。我们发现当泊克能级匹配扭转声子能量时,系统在电流中表现出尖锐的共振行为,伴随声子 population 的显著增加。对于现实设备参数的估算表明,这种自旋驱动的机制可产生可检测的 CNT 扭转振幅。这一工作为通过电子自旋角动量实现纳米电磁力学系统的电流控制提供了理论依据。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.12723,
  title  = {Torsional oscillation of carbon nanotubes driven by electron spins},
  author = {Koji Yamada and Wataru Izumida and Mamoru Matsuo and Takeo Kato},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.12723},
  year   = {2026}
}

备注

11 pages, 7 figures