Spin Transfer Torque in Domain Wall Structures by Keldysh Green Functions
Chun-Yeol You, Jae-Ho Han, Hyun-Woo Lee, Kyung-Jin Lee
由于计算中的严重错误，本文已被作者撤回。
This paper has been withdrawn by the author due to a serious errors in the calculations.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Laser-induced torques in metallic ferromagnets
基于第一性原理电子结构计算和Keldysh非平衡态理论，研究了体心立方结构Fe、六方晶系Co和$L1_0$ FePt的激光诱导力矩.我们发现，扭矩有两个贡献，一个从逆法拉第效应（IFE）和一个从光学自旋转移力矩（OSTT）。取决于手头的铁磁体和准粒子加宽的两个贡献可能是类似的大小或一个贡献可能占主导地位的其他。此外，我们确定了非平衡自旋极化，以研究其与扭矩的关系。我们发现的扭矩和非平衡自旋极化的垂直分量是奇数的螺旋度的激光，而平行于磁化诱导的自旋极化是螺旋无关的。非平衡自旋极化的平行分量比垂直分量大几个数量级。在HCP的情况下，我们发现良好的协议之间的计算激光诱导扭矩和最近的实验。
Spin Transfer Torque and Tunneling Magnetoresistance Dependences on the Finite Bias Voltages and Insulator Barrier Energy
研究了磁性隧道结中垂直和平行自旋转移矩（STT）和隧穿磁电阻（TMR）与绝缘层势垒能的关系。采用单轨道紧束缚模型结合Keldysh非平衡格林函数方法计算了有限偏压下MTJ的垂直和平行STT和TMR。计算了半无限半金属铁磁电极的STT和TMR随绝缘体势垒能的变化关系。在较宽的势垒能量范围内，我们发现平行STT与隧穿电流之间存在完美的线性关系。此外，TMR还依赖于绝缘体势垒能量，这与Julliere的简单模型相矛盾。
Rashba spin torque in an ultrathin ferromagnetic metal layer
在缺乏反转对称性的二维铁磁金属层中，巡游电子介导Rashba自旋轨道相互作用和铁磁序参量之间的相互作用，导致施加在磁化上的Rashba自旋力矩。利用Keldysh方法，在同时考虑磁性和自旋轨道耦合的情况下，我们导出了一个自旋扩散方程，该方程提供了对扩散自旋动力学的相干描述。讨论了在大自旋轨道耦合和弱自旋轨道耦合条件下自旋矩的特性及其对磁化动力学的影响。
Spin-Orbit Torques in Two-Dimensional Rashba Ferromagnets
如果自旋轨道耦合足够强，单畴铁磁体的磁化动力学可以由电荷电流触发。本文应用泛函Keldysh理论研究了二维金属铁磁体中的Rashba自旋轨道矩。一个反应性的，反阻尼的自旋轨道扭矩以及耗散的，类场扭矩计算微观，在自旋轨道相互作用强度的领先顺序。通过计算第一顶点修正，我们表明，除非散射率是自旋相关的，否则固有的反阻尼力矩消失。
Effect of magnons on the temperature dependence and anisotropy of spin-orbit torque
我们研究了磁振子对自旋轨道矩（SOT）的温度依赖性和各向异性的影响。为了这个目的，我们使用3阶微扰理论的框架中的Keldysh形式主义，以获得合适的方程来计算磁振子SOT。我们发现几个贡献的磁振子SOT，这取决于不同的自旋波刚度$\mathcal{A}$和温度$T$，与占主导地位的贡献缩放像$T^{2}/\mathcal{A}^{2}$。基于这种形式主义，我们计算的磁振子SOT在铁磁Rashba模型。对于大的Rashba参数的磁振子SOT是强烈的各向异性和小准粒子加宽它可能会变得比非磁振子SOT大。
Spin diffusion and torques in disordered antiferromagnets
本文建立了共线双组分金属反铁磁体自旋输运的漂移扩散方程。从模型紧束缚哈密顿量出发，得到了Keldysh形式下的量子动力学方程，并利用Wigner展开法将其空间梯度展开到最低阶.在扩散极限下，这些方程跟踪反铁磁体的每个子晶格上的自旋积累和自旋电流的时空演化。我们使用这些方程来解决的性质的自旋转移力矩在（i）自旋阀组成的铁磁体和反铁磁体，（ii）的金属双层组成的反铁磁体相邻的重金属具有自旋霍尔效应，并在（ii）一个单一的反铁磁体具有自旋霍尔效应。我们表明，后者可以经历一个自转矩由于非零自旋霍尔效应的反铁磁体。
Spin Currents Induced by Nonuniform Rashba-Type Spin-Orbit Field
本文利用Keldysh格林函数方法研究了非均匀自旋轨道耦合的铁磁金属中的自旋弛豫力矩。在非磁体中，当自旋-轨道耦合不均匀时，弛豫力矩出现。在没有外场的情况下，弛豫力矩诱导的自旋电流与Rashba型自旋轨道场（RSOF）的矢量手征成正比。在外场的存在下，另一方面，自旋弛豫力矩产生于外场和矢量手征的耦合的SROF。我们的结果表明，自旋阱或源效应的控制，通过设计的结中的SSOF。
A wave function based ab initio non-equilibrium Green's function approach to charge transport
提出了一种新的从头算非平衡态方法来计算分子结中的电流。该方法依赖于一个波函数为基础的描述的结的中心区域结合紧束缚近似的电极的框架中的Keldysh格林函数形式主义。此外，我们提出了一个扩展，以包括两粒子传播子的影响。我们的程序被证明是一个二硫醇苯分子之间的银电极。计算了全电流-电压特性。相关性和两粒子效应的贡献的具体结论。发现后者对电流的贡献约为5%。电流的数量级与实验相符。
An ab initio non-equilibrium Green's function approach to charge transport: dithiolethine
提出了一种新的从头算非平衡态方法来计算分子结中的电流。该方法依赖于一个波函数为基础的完整的从头计算结合紧密结合的凯尔迪什格林函数形式主义的框架中的电极近似的结的中心区域的描述。我们的程序被证明为银电极之间的二硫杂环乙烷分子。识别了主导电通道，并计算了全电流-电压特性。
Voltage Dependence of Spin Transfer Torque in Magnetic Tunnel Junctions
本文采用紧束缚模型，在非平衡格林函数的框架下，对磁性隧道结中的自旋转移矩进行了理论研究。我们表明，作为施加电压的函数的自旋转移力矩的行为可以在很宽的范围内变化，这取决于包括磁性隧道结的铁磁电极和绝缘体的能带参数。的行为的平行和垂直分量的自旋力矩的地址。这种行为解释的自旋和充电电流的依赖性和在绝缘体和费米表面的铁磁电极，包括结的倏逝态之间的相互作用。讨论了零偏压下自旋转移矩垂直分量（类场分量）的来源，即通过铁磁电极间势垒的交换耦合。
Theory of Spin-Transfer Torque in the Current-in-Plane Geometries
采用非平衡Keldysh理论研究了两种电流平行于磁体/非磁体界面流动的电流感应开关结构。在第一种几何结构中，电流垂直于极化磁体/非磁体界面，但平行于非磁体/切换磁体界面（CPIP）。在第二种几何结构中，电流平行于极化磁体/非磁体和非磁体/切换磁体界面（CIP）。单轨道紧束缚模型的计算表明，平行于开关磁体/非磁体界面流动的自旋电流可以被横向开关磁体吸收，其效率与传统的电流垂直于平面（CPP）几何结构相同。模型计算的结果也被证明是有效的实验相关的Co/Cu CPIP系统所描述的完全现实的紧束缚带拟合的从头算能带结构。它表明，几乎完全吸收入射自旋电流的横向切换磁铁发生时，横向尺寸的切换磁铁是50-100原子间的距离，即，大约20 nm，高度小到几个原子平面。它也表明，在CPIP/CIP几何结构中的强自旋电流的吸收不被破坏的开关磁铁和磁隔离层之间的粗糙界面的存在。在CIP几何结构中使用横向磁体实现的极化被发现是传统CPP几何结构中的极化的约25%。目前的CPIP计算的自旋转移力矩也相关的所谓的纯自旋电流诱导的磁化翻转，最近观察到的。
Voltage Asymmetry of Spin-Transfer Torques
我们提出了一个基于非平衡格林函数的自旋力矩转移（STT）器件模型，该模型使用一组三个可调参数，在一定的偏置电压范围内与实验测量的（1）微分电阻，（2）磁阻（MR），（3）面内力矩和（4）面外力矩定量一致。我们相信这是第一个理论模型，能够涵盖这种不同的实验范围，我们的模型的一个关键方面是包括多个横模。我们还提供了一个简单的解释的非对称偏置依赖的面内扭矩，基于极化的两个接触的能量范围内的运输。
Field theoretical approach to spin torques: Slonczewski torques
基于久保公式的量子场论方法成功地捕获了连续统系统的自旋转移矩和自旋轨道矩等自旋矩。我们研究了磁场理论方法在磁结系统中的电流感应自旋转移力矩。我们首先简要介绍了自旋力矩的场论方法。然后，我们考虑了一个五层系统，由三个铁磁金属层分开的两个铁磁金属层，并施加一个电场垂直于层。我们证明了Slonczewski型自旋转移力矩，或简称的Slonczewski扭矩，在铁磁层的磁化通过评估非平衡电子自旋密度，基于线性响应理论与格林函数方法。得到的Slonczewski力矩系数在绝对零度下存在量子振荡，这是以前没有提到过的。还评估了伴随Slonczewski扭矩的类场扭矩。
Effect of interfacial intermixing on spin-orbit torque in Co/Pt bilayers
采用第一性原理非平衡格林函数方法和超原胞无序平均法，研究了Co $\mid$ Pt双层膜中界面混合对自旋轨道矩的影响.通过在Co和Pt之间插入一个或多个无序CoPt合金单层来模拟混合。阻尼扭矩是适度增强的界面混合，而fieldlike扭矩，这是小的突变接口，强烈增强，变得可比的dampinglike扭矩。类场转矩的增强归因于Co与混合区之间的界面。平面霍尔扭矩随着混合而增加，但保持相对较小。对于具有（111）和（001）取向界面的双层，扭矩的行为是相似的。类场扭矩对混合的强烈依赖性可以提供一种通过界面工程来调整类场扭矩与类阻尼扭矩之比的方法。
First-principles calculation of spin-orbit torque in a Co/Pt bilayer
采用第一性原理非平衡格林函数方法计算了无序Co/Pt双层膜中自旋-轨道矩的角度依赖性，并在Anderson无序上用一个明确的超原胞平均.除了通常的dampinglike和fieldlike条款，奇扭矩包含一个相当大的平面霍尔类条款$(\mathbf{m\cdot E})\mathbf{m}\times(\mathbf{z}\times\mathbf{m})$，其贡献的电流诱导阻尼是一致的实验观察。类阻尼力矩和类平面霍尔力矩对无序度的依赖性很弱，而类场力矩随无序度的增加而下降。对阻尼有贡献的力矩几乎完全是由于Pt原子上的自旋-轨道耦合，但类场力矩不需要它。
Ab Initio calculation of band gap renormalization in highly excited GaAs
我们提出了晶体GaAs中强电子激发（~ 10%的价电子被激发到导带）的情况下的从头计算准粒子自能，与高强度超短脉冲激光实验相关。计算使用的GW近似的Keldysh格林函数方法的基础上的平衡泛化。我们的研究结果表明，虽然带隙是一个敏感的函数的量的激发，它是不可能的诱导完全带隙关闭在这个系统中，通过纯电子手段。
First-principles calculations of spin-orbit torques in Mn$_2$Au/heavy-metal bilayers
利用非平衡格林函数方法计算了Mn $_2$ Au/重金属双层膜中的自旋轨道矩，其中重金属为W或Pt.在Mn $_2$ Au中，自旋-轨道耦合（SOC）产生了强的类场力矩和弱的类阻尼力矩，类场力矩在两个子晶格上平行，与电导率成线性比例，类阻尼力矩在两个子晶格上反平行.与W或Pt的接口产生平行的阻尼扭矩的相反的符号是类似的大小在铁磁双层和类似的不敏感的障碍。类阻尼力矩效率强烈地依赖于界面的终止和Mn $_2$ Au中自旋-轨道耦合的存在，这表明类阻尼力矩不仅仅是由于HM层中的自旋-霍尔效应。界面也诱导反平行fieldlike和dampinglike扭矩，可以深入到Mn $_2$ Au。
Interfacial contributions to spin-orbit torque and magnetoresistance in ferromagnet/heavy-metal bilayers
采用第一性原理非平衡格林函数方法结合Anderson无序模型研究了铁磁/重金属双层膜中自旋轨道矩和磁电阻的厚度依赖性.正交矢量球谐函数中的系统展开用于扭矩的角度依赖性。在Co/Pt和Co/Au双层膜的阻尼扭矩可以被描述为自旋霍尔贡献的总和，这与自旋扩散模型的协议，并与界面的贡献相当的厚度增加。在垂直于Co/Pt双层膜中的电流的平面中的磁导是每个界面原子的电导量子的顺序，超过自旋霍尔模型的预测超过一个数量级。这表明，“自旋霍尔磁阻”，类似于阻尼类扭矩，有一个大的界面贡献无关的自旋霍尔效应。
Strong Spin-Orbit Torque effect on magnetic defects due to topological surface state electrons in Bi$_{2}$Te$_{3}$
我们调查的自旋轨道扭矩施加在磁矩的过渡金属杂质Cr，Mn，Fe和Co，嵌入在拓扑绝缘体Bi $_{2}$ Te $ _{3} $的表面，响应于电场和随之而来的电流在表面。采用第一性原理计算方法，采用全势相对论Korringa-Kohn-Rostoker（KKR）格林函数方法求解了电子与杂质原子的多次散射问题，并将KKR方法与半经典Boltzmann输运方程相结合，计算了自旋轨道矩.我们分析了自旋轨道矩与缺陷中自旋积累和自旋通量的相关性。我们比较了不同磁性杂质上的转矩，并揭示了共振散射的影响。此外，我们还计算了电阻率和焦耳热作为这些系统中的扭矩的函数。我们预测Mn/Bi $_{2}$ Te $_{3}$是最佳的研究系统。
Calculation of Gilbert damping and magnetic moment of inertia using torque-torque correlation model within ab initio Wannier framework
本文在从头算Wannier框架内，利用扭矩-扭矩关联模型计算了Fe、Co、Ni的Gilbert阻尼和磁惯性矩，并提出了计算扭矩矩阵元的新方法，与实验和先前研究对比验证了其有效性。
Spin-orbit torques in Co/Pt(111) and Mn/W(001) magnetic bilayers from first principles
通过空间反转非对称磁体的外加电流在磁矩上感应自旋轨道力矩（SOT），这对未来的存储器件具有很大的希望。我们讨论了适用于计算无序铁磁体线性响应SOT的一般格林函数表达式。的SOT可以被分解成一个偶数和一个奇数的组件相对于磁化反转，其中在消失的障碍的限制，偶数的SOT是由恒定的Berry曲率的占用状态，而奇数部分表现出发散相对于无序强度。在此基础上，我们用第一性原理密度泛函理论计算了Co/Pt（111）和Mn/W（001）磁性双层膜中的SOT.我们发现偶数和奇数扭矩分量的大小相当。此外，奇扭矩强烈依赖于额外的覆盖层，而偶扭矩则不太敏感。我们发现，偶扭矩几乎完全介导的自旋电流相反，奇扭矩，它可以包含一个重要的贡献，而不是由于自旋转移。我们的结果与实验一致，表明我们的线性响应理论非常适合于复杂铁磁体中SOT的描述。
Intrinsic spin orbit torque in a single domain nanomagnet
我们目前的理论研究的内在自旋轨道力矩（SOT）在一个单畴铁磁层与Rashba自旋轨道耦合（SOC）使用非平衡格林函数形式主义的模型哈密顿量。我们发现，在SOC的一阶，本征SOT只有类场的扭矩对称性，可以解释为纵向自旋电流感应的充电电流和Rashba场。我们分析的结果中的电子结构，如带填充，带宽，交换分裂，以及Rashba SOC强度的材料相关的参数。在此基础上，我们讨论了SOT的大小和符号。我们的研究结果表明，在相同的铁磁层与不同的支撑层，如Co/Pt和Co/Ta，SOT的不同的迹象，可以归因于静电掺杂的铁磁层的支持。
Spin-orbit torque in single-molecule junctions from ab initio
针对单分子层面实现自旋轨道扭矩（SOT）调控的难题，研究人员采用密度泛函理论与非平衡格林函数的自洽方案，计算偏压下非线区单分子结的电流诱导SOT，发现线性区其数值与磁性界面的SOT相近，为单分子SOT的微观理解提供支撑。
Proximity-Induced Spin-Orbit Torque in Graphene on a Trigonal CrSBr Monolayer
研究揭示了石墨烯/CrSBr异质结构中近程诱导的自旋轨道扭矩机制，为室温二维自旋电子学提供了新平台。
First-principles quantum transport modeling of spin-transfer and spin-orbit torques in magnetic multilayers
我们回顾了一个统一的方法计算：（一）自旋转移力矩的磁性三层像自旋阀和磁性隧道结，注入的电荷电流垂直流动的接口;和（二）自旋轨道力矩的类型铁磁体/自旋轨道耦合材料的磁性双层，注入的电荷电流平行流动的接口。我们的方法需要构建一个给定的哈密顿量的设备和稳态的非平衡密度矩阵，其中后者表示在非平衡格林函数和分裂成三个贡献的扭矩运营商。跟踪这些贡献与转矩算子自动产生类场和阻尼类组件的自旋转移转矩或自旋轨道转矩矢量，这是特别有利的自旋轨道转矩，这些组件的方向取决于未知的预先取向的电流驱动的非平衡自旋密度在存在的自旋轨道耦合。我们通过计算一维磁隧道结和Co/Cu/Co自旋阀模型中的自旋转移力矩提供了说明性的例子，这两个模型都是由非共线密度泛函理论计算得到的第一性原理哈密顿量描述的;以及由紧束缚哈密顿量描述的铁磁层中的自旋-轨道力矩，铁磁单层内的轨道邻近效应假设由相邻的单层过渡金属二硫属化物产生。
Emergence of giant spin-orbit torque in a two-dimensional hole gas on the hydrogen-terminated diamond surface
研究在氢终止金刚石表面的二维空穴气中发现巨大自旋轨道转矩，其室温效率数倍于 Pt，为采用无毒常见元素的可持续自旋电子学提供新方案。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。