Threshold behaviors of direct and Hall currents in topological spin-Hall effect
Threshold behaviors of direct and Hall currents in topological spin-Hall effect
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拓扑自旋霍尔效应中直流电流和霍尔电流的阈值行为
DOI：
10.1016/j.jmmm.2021.168492
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发表时间：
2022
影响因子：
2.7
通讯作者：
Dahnovsky, Yuri
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zadorozhnyi, Andrei;Dahnovsky, Yuri
我们研究了费米能阈值区的自旋相关的直接电导率和霍尔电导率，其中J是传导电子自旋和skyrmion自旋织构之间的交换积分。对于在阈值处和阈值以上的dNF，允许存在自旋向下的电子。我们发现两个直接和四个窄峰的霍尔电导率费米能量略低于阈值。所发现的效果是戏剧性的，因为电流的变化约8倍，在狭窄的范围内的栅极电压（104meV）。峰的值强烈依赖于skyrmion大小。对于小的和非常大的skyrmion尺寸的峰值振幅相比，电导率的绝对值是小的。在斯基尔米恩半径a= 6 nm和非常轻的传导电子m = 1 0− 2 m e时，极值最明显。温度演变揭示了强烈的拖尾效应，其中峰态行为在室温下完全消失。自旋晶体管可以被考虑用于可能的应用，其中在栅极电压的窄区域中发生急剧的电导率变化。
We study spin-dependent direct and Hall conductivities in the threshold region of Fermi energy, ɛ F= 2 J, where J is the exchange integral between the conduction electron spins and the skyrmion spin texture. For ɛ F at the threshold value and above the spin-down electrons are allowed to exist. We find the two in the direct and four narrow peaks in the Hall conductivities for Fermi energies slightly below the threshold value. The found effects are dramatic because the electric current changes by approximately eight times in the narrow range of gate voltages (∼ 4 meV). The values of the peaks strongly depend on skyrmion size. For small and very large skyrmion sizes the peak amplitudes are small compared to the conductivity absolute values. At the skyrmion radius a= 6 nm and very light conduction electrons, m∗∼ 1 0− 2 m e, the extrema are the most pronounced. The temperature evolution reveals the strong smearing effect where the peak-wise behavior completely disappears at room temperatures. Spin transistor could be considered for possible applications where in the narrow region of gate voltage the sharp conductivity change occurs.
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DOI：
10.1088/1361-648x/ab926c
发表时间：
2020
期刊：
Journal of Physics: Condensed Matter
影响因子：
--
作者：
Zadorozhnyi, Andrei;Dahnovsky, Yuri
通讯作者：
Dahnovsky, Yuri
影响因子：
8.6
作者：
Machida, Y.;Nakatsuji, S.;Onoda, S.
通讯作者：
Onoda, S.
影响因子：
3.7
作者：
Andrei Zadorozhnyi;Y. Dahnovsky
通讯作者：
Andrei Zadorozhnyi;Y. Dahnovsky
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影响因子：
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作者：
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and Alexander V. Balatsky
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DOI：
--
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Ohe;T. Ohtsuki;B. Kramer
通讯作者：
B. Kramer