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非中心对称材料中的自旋与轨道-电荷转换:霍尔效应与拉比-爱德华特效应

Spin and orbital-to-charge conversion in noncentrosymmetric materials: Hall versus Rashba-Edelstein effects

Université de Sherbrooke(舍布鲁克大学);Aix-Marseille Université(艾克斯-马赛大学)

Diego Garcia Ovalle, Aurelien Manchon

AI总结:

研究非磁性破反演对称材料中自旋-轨道-电荷转换机制,通过霍尔效应与拉比-爱德华特效应的对比分析,提出基于宏观可观测量的通用理论,并通过GeTe铁电体案例验证,发现有效拉比参数低于以往报告值,表明电荷电流主要由拉比-爱德华特效应主导。

摘要:

我们研究非磁性材料中自旋-轨道-电荷转换现象,将霍尔效应和拉比-爱德华特效应的影响并列分析。我们基于宏观可观测量发展了一种通用的转换理论。通过铁电GeTe的案例研究,我们发现所获得的有效拉比参数比相同材料之前报告的值更小。将这些参数纳入漂移-扩散模型中,我们表明生成的电荷电流主要由拉比-爱德华特效应控制,而非由自旋或轨道霍尔效应控制。

英文摘要:

We investigate spin- and orbital-to-charge conversion phenomena in nonmagnetic materials with broken inversion symmetry, treating the contributions from the Hall effect and the Rashba-Edelstein effect on an equal footing. We develop a general formalism for this interconversion based solely on macroscopic observables. The theory is validated through a case study of ferroelectric GeTe, where we find that the effective Rashba parameter obtained is smaller than previously reported values for the same material. Incorporating these parameters into a drift-diffusion model, we show that the generated charge current is primarily governed by the Rashba-Edelstein effect, rather than by the spin or orbital Hall effects.

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。

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