Управление динамикой спинового тока в поликристаллическом проводнике с хиральной структурой

Автор: Игнатьев В.К., Перченко С.В., Станкевич Д.А.

Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu

Рубрика: Физика и астрономия

Статья в выпуске: 4 т.26, 2023 года.

Бесплатный доступ

Получено уравнение для динамики среднего по кристаллиту спина электрона проводимости в поликристаллическом парамагнетике при наличии деформации и тока проводимости. Среднее значение вычисляется в смешанном состоянии с использованием волновой функции коллективизированного электрона проводимости. В результате аналитического усреднения спинового момента по случайно ориентированным кристаллитам при наличии дисторсии кручения получены уравнения для динамики спиновой поляризации и тензора плотности спинового тока. Из уравнений следует, что в стационарном случае спиновая поляризация будет ориентирована преимущественно вдоль вектора плотности тока проводимости. Проанализирована динамикаспиновой поляризации в хиральных парамагнетиках, кристаллическая решетка которых может рассматриваться как элементарная решетка, искаженная дисторсией кручения. Показано, что несмотря на случайную ориентацию отдельных кристаллитов макроскопического образца, проекция спина вдоль направления зарядового тока остается отличной от нуля. Этот вывод согласуется с недавними экспериментальными результатами, полученными на макроскопических образцах дисилицида ниобия.

Еще

Спиновый ток, спиновая поляризация, спиновый транспорт, стрейнтроника, спинтроника, хиральность

Короткий адрес: https://sciup.org/149145141

IDR: 149145141   |   DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2023.4.5

Список литературы Управление динамикой спинового тока в поликристаллическом проводнике с хиральной структурой

  • Ахиезер, А. И. Методы статистической физики / А. И. Ахиезер, С. В. Пелетминский. — М.: Наука, 1977. — 367 c.
  • Берестецкий, В. Б. Квантовая электродинамика / В. Б. Берестецкий, Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский. — М.: Физматлит, 1989. — 388 c.
  • Вонсовский, С. В. Электронная теория переходных металлов. I / С. В. Вонсовский, Ю. А. Изюмов // УФН. — 1962. — № 77. — C. 377–448. — DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.0077.196207a.0377
  • Игнатьев, В. К. Эффект управления спиновой поляризацией электронов проводимости через деформацию ферромагнетика / В. К. Игнатьев, Н. Г. Лебедев, Д. А. Станкевич // Письма в журнал технической физики. — 2022. — № 48 (23). — C. 30–33. — DOI: http://dx.doi.org/10.21883/PJTF.2022.23.53949.19363
  • Квасников, И. А. Термодинамика и статистическая физика. В 3 т. Т. 2: Теория равновесных систем: Статистическая физика / И. А. Квасников. — М.: Едиториал УРСС, 2002. — 240 c.
  • Кринчик, Г. С. Физика магнитных явлений / Г. С. Кринчик. — М.: Изд-во МГУ, 1976. — 149 c.
  • Ландау, Л. Д. Квантовая механика. Нерелятивистская теория / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. — М.: Физматлит, 1974. — 752 c.
  • Маделунг, О. Теория твердого тела / О. Маделунг. — М.: Наука, 1980. — 416 c.
  • Стрейнтроника — новое направление микро- и наноэлектроники и науки о материалах / А. А. Бухараев, А. К. Звездин, А. П. Пятаков, Ю. К. Фетисов // УФН. — 2018. — № 188. — C. 1288–1330. — DOI: http://dx.doi.org/10.3367/UFNr.2018.01.038279
  • Фетисов, Ю. К. Спинтроника: физические основы и устройства / Ю. К. Фетисов, А. С. Сигов // РЕНСИТ. — 2018. — № 10 (3). — C. 343–356. — DOI: http://dx.doi.org/10.17725/rensit.2018.10.343
  • Detection of Chirality-Induced Spin Polarization over Millimeters in Polycrystalline Bulk Samples of Chiral Disilicides NbSi2 and TaSi2 / H. Shishido, R. Sakai, Y. Hosaka, Y. Togawa // Appl. Phys. Lett. — 2021. — № 119. — Article ID: 182403. — DOI: https://doi.org/10.1063/5.0074293
  • Manchon, A. Theory of Nonequilibrium Intrinsic Spin Torque in a Single Nanomagnet / A. Manchon, S. Zhang // Phys. Rev. B. — 2008. — № 78. — Article ID: 212405. — DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.78.212405
  • Ruderman, M. A. Indirect Exchange Coupling of Nuclear Magnetic Moments by Conduction Electrons / M. A. Ruderman, C. Kittel // Phys. Rev. — 1954. — № 96 (1). — P. 99–102. — DOI: https://doi.org/10.1103/PHYSREV.96.99
  • Spin Specific Electron Conduction through DNA Oligomers / Z. Xie, T. Z. Markus, S. R. Cohen, Z. Vager, R. Gutierrez, R. Naaman // Nano Lett. — 2011. — № 11. — P. 4652–4655. — DOI: https://doi.org/10.1021/nl2021637
  • Yu, T. Chirality as Generalized Spin–Orbit Interaction in Spintronics / T. Yu, Z. Luo, G. E. W. Bauer // Physics Reports. — 2023. — № 1009. — P. 1–115. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.physrep.2023.01.002
Еще
Статья научная