Spin filtering and spin separation in 2D materials by topological spin Hall effect
Spin filtering and spin separation in 2D materials by topological spin Hall effect
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通过拓扑自旋霍尔效应实现二维材料中的自旋过滤和自旋分离
DOI：
10.1088/1361-648x/ab926c
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Dahnovsky, Yuri
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zadorozhnyi, Andrei;Dahnovsky, Yuri
各种应用对高速性能电子器件的需求需要新的材料和新的物理现象。为了这些目的，我们建议研究新的物理效应的基础上的电子散射的磁性skyrmions和涡旋分布在一个二维铁磁材料。我们表明，拓扑自旋霍尔效应可以有效地用于过滤，开关和分离的自旋电流。对于某些参数值（传导电子浓度和skyrmion/涡旋尺寸），可以将不同电子自旋投影的霍尔电流分开，就像正常霍尔效应中不同载流子电荷（电子和空穴）一样。计算使用玻尔兹曼动力学方程的非平衡分布函数和Lippmann-Schwinger方程的过渡矩阵在整个范围内的绝热参数。由于Skyrmion/涡旋散射的自旋过滤可以是几个数量级更有效的电子浓度在狭窄的范围内比普通的铁磁自旋极化自旋电子学。
The needs of high speed performance electronic devices for various applications require novel materials and new physical phenomena. For these purposes we propose to study new physical effects based on electron scattering on magnetic skyrmions and vortices distributed in a 2D ferromagnetic material. We show that the topological spin Hall effect can be efficiently employed for the filtering, switching, and separation of spin currents. For some values of the parameters (conduction electron concentrations, and skyrmion/vortex sizes) it is possible to separate Hall currents for different electron spin projections as it is like for different carrier charges (electrons and holes) in the normal Hall effect. The calculations are performed using the Boltzmann kinetic equation for the nonequilibrium distribution function and the Lippmann–Schwinger equation for the transition matrix in the whole range of the adiabaticity parameter. The spin filtering due to the skyrmion/vortex scattering can be several orders of magnitude more efficient in the narrow range of the electron concentrations than that of the ordinary ferromagnetic spin polarization in spintronics.
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影响因子：
3.7
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通讯作者：
J. Onoe;T. Ito;S. Kimura;K. Ohno;Y. Noguchi;S. Ueda
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