We propose a general theory of charge, spin, and orbital diffusion based on Keldysh formalism. Our findings indicate that the diffusivity of orbital angular momentum in metals is much lower than that of spin or charge due to the strong orbital intermixing in crystals. Furthermore, our theory introduces the concept of spin-orbit polarization by which a pure orbital (spin) current induces a longitudinal spin (orbital) current, a process as efficient as spin polarization in ferromagnets. Finally, we find that orbital currents undergo momentum swapping, even in the absence of spin-orbit coupling. This theory establishes several key parameters for orbital transport of direct importance to experiments.
Nonlinear orbital response across topological phase transition in centrosymmetric materials
非线性光学响应常被用作研究材料电学性质的探针。对于拓扑材料,迄今为止的研究集中在光电流电流,这需要打破反转对称性。在这项工作中,我们提出了一个理论的轨道电流响应的反对称拓扑绝缘体。我们发现在中心对称材料中,在线偏振光照射下,存在一个量子允许的轨道电流响应。直流非线性电导率的符号反映了$\mathbb{Z}_2$指数,并且电导率在平凡相和拓扑绝缘体相之间的过渡处改变符号。本文导出了一类双简并带模型的非线性轨道光电流的表达式,并讨论了它在Bernevig-Hughes-Zhang模型和过渡金属二硫族化物1 T '相情况下的具体应用.还讨论了观测轨道电流的实验装置。
Intrinsic Andreev $π$-reflection and Josephson $π$-junction for centrosymmetric spin-triplet superconductors
本文系统地研究了Andreev $π$ -相位和轨道相位对约瑟夫森效应的影响。当系统是中心对称的时反不变性时,这两个相位只出现在奇宇称对中。Andreev $π$ -相位与奇宇称对的具体形式无关,并且意味着在Andreev反射中进入和离开CTSC的自旋三重态库珀对之间的固有$π$ -相位。轨道相位对应于具有相反自旋极化的自旋三重态库珀对之间的相位差,并取决于奇宇称能隙函数的具体形式。当约瑟夫森结的正常区与具有特定奇宇称配对的CTSC同一侧接触时,两相之间的竞争可以导致约瑟夫森$π$结。注意,该结不同于传统的约瑟夫森结(JJ),并且根据其几何形状被称为U形结。同时,在常规JJ中,这两个阶段的相互作用导致它们对CPR的影响被完全抵消。因此,无论CTSC具有什么样的配对对称性,在这种情况下都将导致约瑟夫森0结。我们得到我们的结果的基础上的模型的M $_{x}$ Bi $_2$ Se $_3$家族,其中M可以是Cu,Sr,或Nb。因此,我们提出了通过一个U形约瑟夫森结的超导量子干涉装置来检测M $_{x}$ Bi $_2$ Se $_3$的配对对称性。
Spin textures at the Fermi surface of ferromagnets and associated torque
MPhysX OÜ(MPhysX 有限责任公司);Advanced Institute of Materials Research (WPI-AIMR), Tohoku University(东北大学先进材料研究所(WPI-AIMR));Center for Science and Innovation in Spintronics (CSIS), Tohoku University(东北大学自旋电子学科学与创新中心(CSIS));Université Grenoble Alpes, CEA, LETI(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会(CEA)、电子技术实验室(LETI));Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay(阿尔贝·费尔实验室、法国国家科学研究中心(CNRS)、泰雷兹集团、巴黎萨克雷大学);Université Grenoble Alpes, CEA, CNRS, Spintec(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会(CEA)、法国国家科学研究中心(CNRS)、自旋技术实验室(Spintec));Dipartimento di Matematica e Fisica, Università Roma Tre(罗马第三大学数学与物理系)
Intra-unit-cell resolved intertwining of multi-$Q$ charge and spin textures in an itinerant skyrmion magnet
RIKEN Center for Emergent Matter Science(理化学研究所物质结构科学研究中心);Department of Applied Physics and Quantum-Phase Electronics Center (QPEC), University of Tokyo(东京大学应用物理系及量子相电子研究中心);Institute for Solid State Physics, University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Research Center for Advanced Science and Technology, University of Tokyo(东京大学先进科学技术研究中心)