基于非平衡格林函数的反变磁体中自旋分裂效应可视化

当电荷电流沿合适的晶体学方向注入反变磁体时，可发生横向自旋电流。这称为自旋分裂效应，独立于自旋轨道耦合，因而与自旋霍尔效应不同。通过 \textit{ab initio} 计算预测了自旋分裂效应，并得到了实验确认。为了将自旋分裂效应用于实际应用，重要的是理解 (i) 系统参数如何影响横向自旋电流，例如填充率、反变磁强度、界面参数、自旋轨道相互作用以及杂质，以及 (ii) 确定任何相关自旋积累的性质，这是可测量的量。本文我们回答了这些问题，并提供了自旋流和由于自旋分裂效应产生的自旋积累的实空间可视化。我们利用 2D 方格晶格上的非平衡 Keldysh 格林函数方法。我们发现，边缘的存在会导致自旋积累振荡，并显著修改小样本的信号。在半填充时，自旋积累获得异常模式且自旋分裂效应消失。我们在解析证明表明，这源于用于反变磁态模型的组合粒子-空穴和自旋反转对称性。增加反变磁强度会导致更大的自旋积累，如预期。然而，当添加 Rashba 自旋轨道相互作用提供额外的自旋霍尔信号时，我们发现自旋积累并非自旋霍尔和自旋分裂贡献的简单求和。最后，我们表明自旋分裂效应对 moderate 杂质散射具有鲁棒性，散射势能与 hopping 参数同阶，这有助于在实际材料中观察该效应。