Thermoelectric performance of a driven double quantum dot
在本文中,我们研究的热电性能的双点器件驱动的时间依赖性调制的栅极电压。结果表明,当调制频率Ω足够小时,不仅可以实现量子化的电荷泵,而且在引线中流动的热流也是量子化的,并呈现出以kBT ln ~ 2 Ω/2π为单位的平台。因子ln 2源于参与输运的双点态的简并性。这开启了使用泵送循环逆着温度梯度传递热量或以卡诺效率从热储层提取功的可能性。然而,一个现实的设备的性能是有限的耗散效应,由于漏电流和有限频率的操作,我们考虑到严格的广义主方程的方法,在该制度的双点弱耦合到引线。我们发现,尽管有这些影响,双点电荷泵执行工作对直流电源的效率可以达到70%的理想值。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Spin-thermoelectric transport induced by interactions and spin-flip processes in two dimensional topological insulators
研究了耦合到两个热偏置库的双量子点接触二维拓扑绝缘体边缘态的热电输运性质。在电子-电子相互作用的存在下,分析了相对边缘之间的自旋保持和自旋翻转隧穿过程。我们证明了自旋翻转过程和相互作用的同时存在,产生一个有限的纵向自旋电流。此外,它的符号和幅度可以通过栅极电压来调节,从而有可能产生纯自旋电流,而电荷电流消失。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall
Thermally induced charge current through long molecules
在这项工作中,我们从理论上研究了稳态热电输运通过单分子结与长链状桥。通过系统的电子传输计算使用紧束缚模型的桥梁。我们分析了在无偏和有偏系统的线性响应范围内和超出线性响应范围时,热电流对桥长的依赖关系。结果表明,在HOMO/LUMO输运通道对应的区间内,电子传输的线形控制着长度相关的热电流。此外,它表明,电子与分子振动的相互作用可能会显着影响长度依赖的热电流。
2018-03-01 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent thermoelectric transport in HgTe/CdTe quantum wells
我们分析了HgTe/CdTe量子阱中的热诱导自旋和电荷输运的基础上的数值非平衡格林函数技术在线性响应制度。在拓扑非平凡的制度,我们发现一个明确的签名的边缘状态的间隙,由于其有限的重叠从相反的样品边界-无论是在电荷塞贝克和自旋能斯特信号。我们能够充分理解的物理起源的热电传输签名的边缘和散装状态的基础上简单的分析模型。有趣的是,我们得出的自旋能斯特信号是相关的自旋霍尔电导的莫特的关系,这是确切的所有订单之间的温度差的温暖和寒冷的水库。
2012-10-04 cond-mat.mes-hall
Multi-terminal far-from-equilibrium thermoelectric nano-devices in the Kondo regime
从理论和实践的角度来看,寻求良好的热电材料和/或高效热电装置是首要的。具有量子点或分子的低维结构是实现这一目标的有希望的候选者。电子之间的相互作用、远离平衡的条件和强非线性输运是影响器件有效性的重要因素。本文分析了二端量子点在大的热$ΔT$和电压$V$偏置下的热电势以及三端系统作为热机的性能。为了适当地消除这些条件下的非线性效应,引入了两个不同的塞贝克系数,推广了线性响应表达式。热致电流和热电流的直接计算表明,与最近的工作一致,热电热机的效率由所提供的功率测量是最大的远离平衡。此外,发现量子点上的电子之间的强库仑相互作用降低了在最大功率处的效率和传递功率的最大值,无论是在近藤制度还是在它之外。
2019-08-23 cond-mat.mes-hall
Charge and spin pumping through a double quantum dot
我们计算了耦合到正常金属或铁磁接触的具有强库仑相互作用的串联双量子点的绝热电荷和自旋泵浦。我们使用一个实时的图解方法在弱耦合的水库制度。在弱点间隧道耦合的情况下,我们研究了由于电荷涨落引起的隧道诱导重正化效应对泵浦电荷和自旋的影响。我们发现,隧穿通过热激发态可以发挥重要作用,在强interdot耦合制度。特别是,对于铁磁接触,这两种效应都能够产生纯自旋电流。此外,它们可以导致反转的自旋阀效应,甚至导致输运方向的反转以及发散的隧穿磁阻。
2010-12-10 cond-mat.mes-hall
A thermally driven out-of-equilibrium two-impurity Kondo system
研究了在热偏压$θ$作用下,串联耦合双量子点中典型的双杂质Kondo问题.从玻色子制定获得的非线性热和热电响应。当Kondo关联战胜点自旋之间的反铁磁耦合$J$时,我们证明了该设置显示出负微分热导区域的行为,作为一个热二极管。此外,我们还报道了由$t/Γ$($t$和$Γ$分别表示点间隧道耦合和点间隧道耦合)和$θ$控制的热电流$I(θ)$的符号反转。所有这些特征都归因于这样的事实,即在大$θ$下,无论$t/Γ$的值如何,$Q(θ)$(热流)和$I(θ)$都被抑制,因为双点在高热偏置下双列。最后,对于有限的$J$,我们研究了近藤到反铁磁交叉是如何被$θ$改变的。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic pumping of heat without charge transfer
提出了在没有净电荷转移的情况下电子介导的热泵送机制。它可以在耦合到外部电势的电荷中性电子系统(例如石墨烯)中实现。在这种泵送循环中的热量流动不会伴随着沿系统的电压积累,这提供了优于传统热电冷却设置的优点。研究了弱无序流体动力学区的热泵效率和热通量大小。在一个原始系统中,即使对于一个无穷小的泵势,热通量仍然是有限的。特别地,对于以速度$c$移动的行波形式的势,泵送是完美的;电子液体的全部热含量以速度$c$平流。对于一般的泵浦循环,热通量由循环几何形状和无序强度决定。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Thermally induced spin-transfer torques in superconductor/ferromagnet bilayers
热致磁化动力学由于其在信息技术中的潜在应用而成为当前研究的热点。研究了热梯度中磁畴壁与相邻超导体相互作用的范型系统。由于超导体中的巨热电效应和等自旋对的产生的联合作用,在该系统中产生的自旋转移力矩大到足以引起比先前预测大$10^3$倍的高畴壁速度。
2022-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bipolar thermoelectric superconducting single-electron transistor
本文提出一种热偏置的SIS'IS超导单电子晶体管,通过库仑阻塞和充电效应利用外部栅极调控双极热电效应,实现对塞贝克电压、热电流及功率输出的完全控制。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detection of spin pumping from YIG by spin-charge conversion in a Au/Ni$_{80}$Fe$_{20}$ spin-valve structure
许多实验已经表明,通过利用逆自旋-霍尔效应,由来自钇铁石榴石(YIG)的射频自旋泵浦驱动的自旋电流的检测,该逆自旋-霍尔效应存在于具有强自旋-轨道耦合的材料(例如Pt)中。在这里,我们表明还可以使用Au/坡莫合金(Py、Ni $_{80}$ Fe $_{20}$)设备直接检测共振驱动的自旋电流,其中Py用作YIG/Au界面上泵激的自旋的检测器。这种检测机制相当于金属非局域自旋阀器件中的自旋电流检测。通过有限元建模,我们比较了从参考Pt条泵浦的自旋电流与从Au/Py器件检测到的信号。我们发现,对于一个系列的Au/Py设备的计算出的自旋泵浦信号大多匹配的测量,在20%以内,而对于第二系列的设备的附加信号是存在的,这是高达10倍以上的计算出的信号从自旋泵浦。我们还确定了热电效应所造成的谐振(自旋相关)和非谐振加热的YIG的贡献。热电偶被用来调查这些热效应的存在,并量化的自旋(依赖)塞贝克效应的大小。几个额外的功能进行了观察,这也进行了讨论。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric spin transfer in textured magnets
本文研究了磁织构存在下准一维磁线中的电荷和能量输运。能量流可以用类似于电荷电流的方式表示,从而产生新的能量电流感应自旋力矩。类似于电荷流,我们可以识别两种相互作用:由能流引起的磁序参量上的自旋转移矩和由Berry相规范场引起的能流。此外,我们唯象地引入了新的$β-$,如磁动力学和能量流之间的粘性耦合到LLG方程,它起源于磁序的自旋错误跟踪。我们的结论是,新的粘性项应该是重要的热诱导畴壁运动。我们研究了电荷和能量电流之间的相互作用,发现许多纹理运动对电荷电流的影响可以复制相对于能量电流。例如,移动纹理可以导致能量流,其是在充电电流的情况下的电动势的模拟。我们建议通过磁织构动力学实现冷却效应。
2009-06-06 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric generation based on spin Seebeck effects
自旋塞贝克效应(SSE)是指由于包括绝缘体的磁性材料中的温度梯度而产生自旋电流。SSE适用于热电发电,因为热产生的自旋电流可以通过邻近磁体的导电材料中的自旋轨道相互作用转换为充电电流。基于绝缘体的SSE器件具有非常规的特性,可能对热电应用有用,例如结构简单,器件设计灵活性和方便的缩放能力。在这篇文章中,我们回顾了最近的研究SSE从热电应用的角度。首先,我们介绍了热电发电过程和测量配置的SSE,然后显示SSE设备的基本特性。其次,介绍了SSE器件的热电转换效率理论,阐明了SSE与传统热电效应的区别以及SSE器件的效率极限。最后,我们展示了SSE在未来热电应用的各种器件结构中的初步演示,并讨论了基于SSE的热电技术的前景。
2016-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and charge thermopower effects in the ferromagnetic graphene junction
利用波函数匹配方法和Landauer-Buttiker公式,研究了具有温度梯度的铁磁石墨烯结.我们计算的热感生电荷和自旋电流以及热电电压(塞贝克效应)的线性和非线性制度。我们的计算表明,由于电子-空穴对称性,对于未掺杂的磁性石墨烯,电荷塞贝克系数是化学势的奇函数,而自旋塞贝克系数是偶函数,与温度梯度和结长无关。我们还发现,与一个精确的调谐外部参数,即交换场和栅极电压,跨结的温度梯度驱动一个纯自旋电流,而不伴随的充电电流。热电传输的另一个重要特征,热感应电流的非线性制度,检查。这将是我们的主要发现,随着增加的热梯度施加到结的自旋和电荷的热电压降低,甚至成为零的非零温度偏置。
2016-08-19 cond-mat.mes-hall
Phase-dependent transport in thermally-driven superconducting single-electron transistors
本文用实时图形输运理论研究了超导单电子晶体管中热驱动的电荷和热量输运。我们的理论方法使我们能够考虑到强库仑相互作用和任意的非平衡条件,同时在隧道耦合中进行系统的扩展。我们发现,整个系统的温度偏置引起有限的热量和电荷电流接近粒子-空穴对称点,这取决于栅极电压以及超导水库之间的相位差。有限热电效应是由虚隧穿过程的能级重整化引起的。此外,我们发现,相位偏置可以引起有限的电荷电流,即使在存在反型对称的温度偏置。
2021-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrothermal Transistor Effect and Cyclic Electronic Currents in Multithermal Charge Transfer Networks
一个理论的发展来描述的能量和电荷的耦合传输网络中的电子供体-受体网站,这是坐在一个热的非均匀的环境中,转移动力学是占主导地位的马库斯型跳跃率。结果发现,在这样的系统中的热量和电荷转移的耦合引起的异国情调的运输现象,是不存在的热均匀系统,不能用标准的热电关系。具体地,给定网络中的热晶体管放大和循环电子电流的方向性和程度可以通过调谐系统中的底层温度梯度来控制。这些研究结果的应用程序对多热电流的最佳控制说明了一个范例的纳米结构。
2019-08-01 cond-mat.mes-hall
Spin caloritronics with superconductors: Enhanced thermoelectric effects, generalized Onsager response-matrix, and thermal spin currents
最近有人提出并实验证明,由于自旋相关的粒子-空穴不对称性,在铁磁体/超导体结构中产生大的热电效应是可能的。在这里,我们从理论上表明,两个自旋分裂超导体之间的准粒子隧穿增强了热电响应许多倍相比,当只有一个这样的超导体被使用,产生塞贝克系数($\mathcal{S} > 1$ mV/K)和品质因数($ZT \simeq 40$)远远超过最好的散装热电材料,也变得更有弹性对非弹性散射过程。我们提出了一个广义Onsager响应矩阵,它考虑到自旋相关的电压和温度梯度。此外,我们表明,热诱导的自旋电流在这样的结中创建,即使在没有极化隧穿势垒,也成为最大的情况下,自旋相关的粒子-空穴不对称性存在于两侧的障碍。我们确定如何这些热自旋电流可以调谐的幅度和符号的几个参数,包括外部磁场,温度和超导相位差。
2016-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local thermomagnonic torques in two-fluid spin dynamics
我们发展了一个一般的现象学描述在铁磁绝缘体的相干和非相干动力学之间的相互作用。利用Onsager互易性和Neumann原理,我们推导出了热磁振子对有序参数动力学和互易抽运过程施加的局部热磁扭矩的表达式,这与金属界面处的自旋转移扭矩和自旋抽运非常相似。我们的形式主义是适用于一般的长波长动力学,虽然在这里,我们明确地专注于具有U(1)对称性的铁磁绝缘体,我们的方法可以很容易地扩展到其他类别的磁性材料。作为一个说明性的例子,我们应用我们的理论来调查域壁漂浮在自旋超流体,其动力学是在系统的边缘热触发。我们的研究结果表明,本地泵浦相干自旋动力学的热磁振子气体提供了一种替代的路线-不需要导电组件,从而没有欧姆损失-拓扑孤子的控制和操纵。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall
Spin Seebeck Effect in Graphene
本文提出铁磁绝缘体与石墨烯双层界面处自旋塞贝克效应的微观理论,发现热驱动SSE的量子振荡图样与相干驱动SP相似,且高频热激发磁子会导致量子振荡峰移。
2024-12-24 cond-mat.mes-hall
Thermal spin current and magnetothermopower by Seebeck spin tunneling
最近观察到的塞贝克自旋隧道,热电模拟自旋极化隧道,进行了描述。其根本原因是具有至少一个铁磁电极的隧道结的塞贝克系数的自旋依赖性。塞贝克自旋隧穿产生穿过隧道势垒的自旋角动量的热流,而没有电荷隧道电流。在铁磁体/绝缘体/半导体隧道结中,这可以用于响应于电极之间的温度差(ΔT)在半导体中诱导自旋累积(Δμ)。一个唯象的框架来描述的热自旋输运的参数,可以从实验或理论。关键成分是自旋极化热电隧道电导和具有非零能量导数的隧道自旋极化,导致多数和少数自旋电子的不同塞贝克隧道系数。我们计算了热自旋电流、诱导自旋积累和Δμ/ΔT,讨论了限制机制,并比较了自旋穿过隧道势垒的热流和电流.一个突出的特征是,热诱导的自旋积累是最大的隧道电阻较小,相比之下,遭受铁磁金属和半导体之间的阻抗失配的电诱导的自旋积累。热致自旋积累产生与Δμ成比例的额外热电压,这可以显著增强传统的电荷热电势。由于汉勒效应,热电势也可以用磁场操纵,产生汉勒磁热电势。
2011-12-15 cond-mat.mes-hall
Band engineering of phosphorene/graphene van der Waals nanoribbons toward high-efficiency thermoelectric devices
本文研究了由AGNR和APNR堆叠的磷烯/石墨烯范德华纳米带的热电电流,发现外加电场可诱导能带排列和带隙转变,从而大幅增加热致电流并控制其流向,对柔性电子和热电器件应用具有重要意义。
2024-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase-dependent charge and heat current in thermally biased short Josephson junctions formed at helical edge states
本文研究二维拓扑绝缘体螺旋边缘态形成的短约瑟夫森结中相位依赖的电荷流与热流,发现相位诱导的零能不对称不足以产生耗散热电电流,与长结行为形成对比,并给出了热流幅度的决定因素。
2023-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear relaxation between magnons and phonons in insulating ferromagnets
从理论上研究了绝缘铁磁体中自旋波(磁振子)与晶格(声子)之间的非线性弛豫。磁振子和声子由不同温度下的平衡玻色-爱因斯坦分布描述。从声子对声子的切伦科夫辐射出发,在微观上计算了从磁振子到声子的非线性热流。与金属中非线性电子-声子弛豫的著名理论结果[Kaganov,Lifshitz,Tanatarov,J. Exp. Theor. 31,232(1956)]。详细的理论描述是相关的自旋泵实验和热电器件中的磁振子温度基本上高于声子的。
2018-06-14 cond-mat.mes-hall
Landau-Lifshitz theory of the longitudinal spin Seebeck effect
基于随机Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)唯象理论研究了热偏压诱导的顺磁性金属和铁磁绝缘体之间的自旋角动量转移.磁振子在铁磁体建立一个非平衡稳态平衡声子通过体吉尔伯特阻尼和电子在顺磁通过自旋泵,根据波动耗散定理。亚热磁振子和相关的自旋电流的经典处理,而适当的量子交叉施加在高频磁波动。我们确定了几个长度尺度的铁磁体,其中管理的依赖性的磁性薄膜厚度的热致自旋电流的定性变化。
2013-08-12 cond-mat.mes-hall
Thermal spin transport and spin in thermoelectrics
本文综述了自旋、热和电荷的联合输运原理。与自旋输运相关的热力学量是磁化强度;其昂萨格共轭力通常是自由能对磁化强度的导数。自旋有两种方式:(1)磁性金属和杂质半导体中的自旋极化自由电子,或(2)存在于过渡金属或稀土元素未填充d-或f-壳层上的局域电子上的自旋波(磁振子)。这份文件在不同的章节中涵盖了这两种情况。在这两种情况下,都有可能定义一个自旋化学势,其梯度是自旋输运的更实际的共轭力。本文进一步描述了具有强自旋轨道耦合的磁性和非磁性固体中的反常霍尔、自旋霍尔和逆自旋霍尔效应,因为这些效应用于产生和测量自旋通量。接下来描述跨界面的自旋输运,并且包括自旋泵送和自旋转移力矩。最后一章则把所有这些概念放在一起来描述自旋塞贝克,自旋珀耳帖和磁振子拖曳效应,这些效应存在于铁磁,反铁磁甚至顺磁固体中。特别是磁振子阻力是一种高温效应,它使金属的热电势提高一个数量级,使半导体的热电势提高2或3倍,高于电子扩散热电势。这是自旋驱动效应大于电荷驱动效应的唯一例子。磁振子拖曳导致简单的二元顺磁半导体MnTe在没有优化的情况下具有zT > 1。这表明在热电研究中添加自旋作为额外的设计参数是一种寻求高zT材料的新的和有前途的方法。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-drag thermopile
自旋电子学中的热电效应作为纳米结构中的热管理和通过使用热流来控制自旋信息的手段正受到越来越多的关注。热磁振子(自旋波量子)预计将发挥重要作用,然而,对所涉及的基本物理机制知之甚少。原因是缺乏有关磁振子相互作用的信息,也缺乏获得磁振子相互作用的可靠方法,特别是对于电导体,因为电子的影响错综复杂。在这里,我们展示了一个概念上的新设备,使我们能够收集信息的磁振子电子散射和磁振子阻力效应。该装置类似于热电堆,其由放置在热源和冷源之间的大量成对的铁磁线形成,并且热并联和电串联连接。通过控制成对导线中磁化强度的相对方向,可以独立于电子和声子拖曳热电效应来研究磁振子拖曳。作为温度的函数的测量揭示了磁振子和声子种群的变化后的磁振子阻力的影响。这些信息对于理解电子-磁振子相互作用、磁振子动力学和热自旋输运的物理学至关重要。
2012-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Finite-frequency spin conductance of a ferro-/ferrimagnetic-insulator|normal-metal interface
铁磁/亚铁磁绝缘体和正常金属之间的界面可以支持与磁化方向共线和垂直极化的自旋电流。垂直于磁化方向的角动量流(“横向”自旋电流)通过自旋扭矩和自旋泵送发生。角动量的流动与磁化(“纵向”自旋电流)共线需要激发磁振子。在这篇文章中,我们在两个方向上扩展了零频率弱耦合极限下的现有纵向自旋输运理论[Bender和Tserkovnyak,Phys. Rev. B 91,140402(R)(2015)]:我们非微扰地(但在低频极限下)和有限频率下(但在低界面透明度的极限下)计算纵向自旋电导。对于典型的自旋电子材料系统YIG|我们发现,非微扰效应导致的纵向自旋电导是ca。比微扰极限小40%,而有限频率修正仅在< 100 K的低温下相关,此时只有少数磁振子模被热占据。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall
Observation of the orbital Nernst effect
Keio University(庆应义塾大学);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);Uppsala University(乌普萨拉大学);The University of Tokyo(东京大学)
本研究在钛中首次观测到轨道能斯特效应,通过镍电极检测到热致电压,并排除其他效应,确立了热驱动轨道输运,为轨道热电子学开辟道路。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin current compensation from competing magnon modes in ferrimagnets
本文通过双子晶格最小交换模型研究钆铁石榴石中左右旋磁振子模式的热自旋泵浦竞争,揭示净热生自旋流消失的补偿温度及其与色散支交叉点的非重合关系,为手性磁振子自旋电子器件设计提供新思路。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Probing thermal magnon current mediated by coherent magnon via nitrogen-vacancy centers in diamond
目前,热激发磁振子由于其在计算设备和热电转换技术中的潜力而受到广泛研究。我们报告的热磁振子电流的检测下的温度梯度使用量子传感器的磁性绝缘体钇铁石榴石传播:与金刚石中的氮空位(NV)中心的电子自旋。热磁振子电流被观察到作为修改拉比振荡频率的NV自旋托管在一个梁状的大块金刚石,共振耦合的相干磁振子传播了很长的距离。此外,使用纳米金刚石,NV自旋弛豫速率的变化取决于所施加的温度梯度下观察到的非共振NV激发条件。通过NV自旋态探测由相干磁振子介导的热磁振子电流的演示作为创建混合自旋热电子学和自旋量子比特的设备平台的基础。
2021-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multifunctional Lateral Transition-Metal Disulfides Heterojunctions
两种横向VS 2的自旋相关输运性质|利用第一性原理计算对MoS2异质结进行了系统的研究,并设计了各种具有新颖特性的纳米器件。横向VS2| MoS2异质结二极管具有很好的整流效果,是一种很有应用前景的肖特基二极管。A型器件具有较大的自旋极化比,实现了纯自旋介导电流。栅极电压显著地调整其场效应晶体管(FET)的电流和整流比。此外,它们都对蓝光有敏感的光响应,可用作光电探测器和光伏器件。此外,当两个端子之间出现温度梯度时,它们产生有效的热驱动电流,这表明它们是潜在的热电材料。因此,横向VS2| MoS2异质结具有多功能性,在自旋电子学、光电子学和自旋热电子学等领域具有广泛的应用前景。
2020-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dressed-State Polarization Transfer between Bright & Dark Spins in Diamond
在环境条件下,固态系统中的自旋杂质被发现处于热混合状态并且是光学“暗”的,即,自旋状态不能被光学控制。金刚石中的氮空位(NV)中心是一个例外,因为电子自旋状态是“明亮的”,即,它们可以通过光泵浦来极化、用自旋共振技术来相干地操纵、以及光学地读出,所有这些都在室温下进行。在这里,我们展示了一个修饰态,双共振计划转移极化从明亮的NV电子自旋暗替代氮(P1)电子自旋在金刚石。这种极化转移机制可以用来将暗自旋的介观浴冷却到接近零的温度,从而为量子信息和传感提供资源,并帮助研究多体自旋系统中的量子效应。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Mechanism of paramagnetic spin Seebeck effect
本文从理论上研究了正常金属(NM)/顺磁绝缘体(PI)双层膜系统中的自旋塞贝克效应(SSE)。通过线性响应方法,我们计算了PI到NM的热自旋抽运和NM到PI的自旋回流,其中考虑了NM中的传导电子自旋和PI中的局域自旋之间的界面交换耦合引起的自旋翻转散射.我们发现在NM和PI中自旋的有效温度不同的情况下,在界面处出现有限的自旋流,其强度随着局域自旋$S$密度的增加而增加.我们的模型很好地再现了磁场诱导的顺磁SSE在Pt/Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$实验观察时,塞曼能量是可比的热能,这可以解释为抑制界面自旋翻转散射。本研究结果提供了一个洞察顺磁性SSEs和热致自旋电流产生的磁性材料的机制。
2023-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-driven longitudinal spin Seebeck effect in F|N and N|F|N structures: role of asymmetric in-plane magnetic anisotropy
从理论上研究了两种不同系统的非对称面内磁各向异性对热激活自旋电流的影响:(i)由铁磁绝缘体与非磁性金属直接接触组成的系统,以及由铁磁绝缘部分夹在两个非磁性金属之间组成的三明治结构。结果表明,当结构中两种双金属的温差不大时,从磁性部分到双金属的自旋抽运电流幅值相等,方向相反,因此只有自旋矩电流对总自旋电流有贡献。然后,自旋电流从具有较高温度的双金属流向具有较低温度的双金属。其振幅随温差线性变化。此外,我们还发现,当磁各向异性在层平面内时,自旋电流随磁振子温度的升高而增大,而当磁各向异性在层平面外时,自旋电流随磁振子温度的升高而减小。扩大的温度之间的差异的金属,线性响应变得重要,从福克-普朗克方法推导出的解析表达式和随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程的完全数值积分后获得的结果证实。
2015-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci