权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

スピン軌道相互作用が起こすスピン依存伝導現象の理論

自旋轨道相互作用引起的自旋相关传导现象理论

基本信息

批准号：
12J08946
负责人：
竹内祥人
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、時間や空間的に変化するスピン軌道相互作用の実現が可能となってきており、この時間や空間に依存するスピン軌道相互作用下における電子スピンの運動を理解することが必要となってきている。本年度は、スピン軌道相互作用が非可換ゲージポテンシャルとして扱えることに着目し、スピン軌道相互作用下において電磁場により誘起される電子スピン密度およびスピン流のゲージ共変な表式を解析的に求めた。非可換ゲージ理論により、スピン軌道相互作用の時間微分は有効的なYang-Mills電場、また空間微分は磁場として働く。それにより、通常のU(1)電磁場とスピン軌道相互作用によるSU(2)のYang-Mills電磁場を用いて結果を整理することに成功した。その中でYang-Mills磁場とU(1)電場によるホール効果の項に着目すると、この項がスピンホール効果と逆スピンガルバニック効果のよく知られた2つの現象に対応することが判明した。Yang-Mills磁場には、U(1)の磁場とは異なり非可換性から現れる成分が存在し、その非可換の効果からスピンホール効果が、また通常の空間微分の成分から逆スピンガルバニック効果が得られる。今まで別々に考えられてきた現象が、本研究によりSU(2)×U(1)ホール効果であることが明らかになり、スピントロニクス現象の統一的な理解にまたひとつ前進したと言えよう。また得られた結果から、逆スピンガルバニック効果の空間依存性についても解析を行った。そして、そのふるまいがスピン軌道相互作用の大きい極限と小さい極限とで異なることが明らかになった。両者は空間的に一様なスピン軌道相互作用の下で異なるふるまいを見せるが、印加した電流についても一様な極限でのみ一致する。この結果は、スピン制御の観点で今後重要になってくることが考えられる。

In recent years, it has become possible to realize the time-space dependence of electron motion on orbital interaction and necessary to understand it. This year, the electron density and electron flux under the electromagnetic field induced by the orbital interaction are analyzed. Non-commutative theory, time derivative of orbital interaction, Yang-Mills electric field, spatial derivative of magnetic field In general, the U (1) electromagnetic field and the SU (2) Yang-Mills electromagnetic field can be used to adjust the results. In the case of the Yang-Mills magnetic field and the U (1) electric field, the term "effect" and the term "inverse effect" are identified. In the Yang-Mills magnetic field, the non-commutative component of the magnetic field of U (1) and the non-commutative component of U (1) exist, the non-commutative effect of U (1) is obtained, and the usual spatial differential component of U (1) is obtained. This study is aimed at unifying understanding of SU (2) × U (1) phenomena. The spatial dependence of the result is analyzed in the reverse direction. The maximum and minimum limits of orbital interaction are different. The orbit interaction between the space and the orbit is different, and the current is different. The result of this is that it is important to control the future.