自旋卡量电子学中 Thomson-Onsager 互易关系的验证

我们研究了自旋依赖 Seebeck 效应与自旋依赖 Peltier 效应之间的 Thomson-Onsager 关系。为了保持相同的器件和测量条件，我们在单个 Ni$_{80}$Fe$_{20}$/Cu/Ni$_{80}$Fe$_{20}$ 纳米柱自旋阀器件中测量了这两种效应，该器件分别施加电偏置或热偏置。在低偏置机制下，正如 Onsager 互易关系所要求的那样，我们观察到了相似的自旋信号以及背景响应。然而，在大偏置下，由于温度依赖输运系数的主导非线性贡献，出现了偏离互易性的现象。通过对这些非线性热电效应进行系统建模，并测量不同施加偏置下的高阶热电响应，我们将两种机制之间的转变点确定为焦耳加热开始主导 Peltier 加热的时刻。我们的结果表明了局部平衡对于该现象学互易关系有效性的重要性。