Exploiting the magnetomechanical interaction for cooling magnetic molecular junctions by spin-polarized currents
Exploiting the magnetomechanical interaction for cooling magnetic molecular junctions by spin-polarized currents
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利用磁力相互作用通过自旋极化电流冷却磁性分子结
DOI：
10.1088/1367-2630/18/2/023026
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发表时间：
2016
影响因子：
3.3
通讯作者：
M. Thorwart
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
J. Brüggemann;S. Weiss;P. Nalbach;M. Thorwart
利用磁性分子纳米结的磁矩和振动之间的相互作用，提出了一种利用自旋极化电荷电流来冷却磁性分子纳米结振动模的方案。自旋极化的电荷电流使纳米岛的磁矩极化，从而降低其能量。振动和磁矩之间的小但有限的耦合允许能量的直接交换，使得振动能量可以转移到磁性状态。对于正偏置电压，这将产生分子振动模式的有效冷却。我们确定振动冷却的参数范围是最优的。虽然流动的电荷电流不可避免地通过欧姆能量损失来加热振动模，但我们表明，由于磁力耦合，当两个引线极化反平行时，振动能量(即有效声子温度)可以降低到其初始值的50%以下。与正偏压下的冷却效应不同，负偏压下振动模发生净加热。引线的反平行磁极化越强，冷却效果越好，而平行极化越大，加热效果越强。然而，当两个隧道势垒不对称时，平行引线排列的动态冷却也是可能的。
We present a scheme for cooling a vibrational mode of a magnetic molecular nanojunction by a spin-polarized charge current upon exploiting the interaction between its magnetic moment and the vibration. The spin-polarized charge current polarizes the magnetic moment of the nanoisland, thereby lowering its energy. A small but finite coupling between the vibration and the magnetic moment permits a direct exchange of energy such that vibrational energy can be transferred into the magnetic state. For positive bias voltages, this generates an effective cooling of the molecular vibrational mode. We determine parameter regimes for the cooling of the vibration to be optimal. Although the flowing charge current inevitably heats up the vibrational mode via Ohmic energy losses, we show that due to the magnetomechanical coupling, the vibrational energy (ie, the effective phonon temperature) can be lowered below 50% of its initial value, when the two leads are polarized anti-parallel. In contrast to the cooling effect for positive bias voltages, net heating of the vibrational mode occurs for negative bias voltages. The cooling effect is enhanced for a stronger anti-parallel magnetic polarization of the leads, while the heating is stronger for a larger parallel polarization. Yet, dynamical cooling is also possible with parallel lead alignments when the two tunneling barriers are asymmetric.
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影响因子：
8.6
作者：
A. Kovalev;L. X. Hayden;G. Bauer;Y. Tserkovnyak
通讯作者：
A. Kovalev;L. X. Hayden;G. Bauer;Y. Tserkovnyak
影响因子：
8.6
作者：
Stadler, P.;Belzig, W.;Rastelli, G.
通讯作者：
Rastelli, G.
温度：非常低和非常高
DOI：
--
发表时间：
1966
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. W. Zemansky;C. H. Dwight
通讯作者：
C. H. Dwight
通过自旋极化电流冷却磁性纳米岛
影响因子：
8.6
作者：
J. Brüggemann;S. Weiss;P. Nalbach;M. Thorwart
通讯作者：
M. Thorwart