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章动自旋泵浦与耗散

Nutational Spin Pumping and Dissipation

Hans Gløckner Giil, Arne Brataas

arXiv 2610.01164首次发表:更新:

发表机构

Norwegian University of Science and Technology(挪威科技大学)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

本文揭示太赫兹驱动下磁化动力学中的章动阻尼力矩,提出界面项产生与频率平方成正比的直流自旋泵浦,并通过散射方法预测超薄薄膜中的增强效应。

AI 中文摘要

在太赫兹驱动频率下,磁化动力学进入惯性区域,超出了标准Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)理论的适用范围。我们揭示了一种章动阻尼力矩,包含体项和界面贡献,后者描述了自旋向相邻金属的发射。界面项产生章动自旋泵浦:一种与驱动频率二次方成正比的直流自旋电流。利用散射方法,我们将此效应与微观材料参数联系起来,并预测在超薄薄膜和低费米能导体中会出现显著增强。章动自旋泵浦可以通过逆自旋霍尔效应直接检测,或通过章动阻尼的厚度依赖性重整化间接检测。

英文摘要

At terahertz drive frequencies, magnetization dynamics enter an inertial regime beyond the scope of standard Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) theory. We reveal a nutational damping torque comprising a bulk term and an interfacial contribution that describes spin emission into adjacent metals. The interfacial term generates nutational spin pumping: a dc spin current that scales quadratically with the drive frequency. Using a scattering approach, we relate this effect to microscopic material parameters and predict pronounced enhancements in ultrathin films and low-Fermi-energy conductors. Nutational spin pumping can be detected directly via the inverse spin Hall effect or indirectly via thickness-dependent renormalization of nutational damping.

Journal refHans Gløckner Giil and Arne Brataas, Nutational Spin Pumping and Dissipation, Phys. Rev. B 114, L140413 (2026)

DOI:10.1103/3rrz-z4dm

论文原文

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