Передача спинового момента и нелинейный квантовый электронный транспорт в киральных гелимагнетиках

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Построена нелинейная теория электрического сопротивления киральных гелимагнетиков, в которых при протекании электрического тока из-за эффекта переноса спинового момента изменяется форма и возникает вращение спирали намагниченности. Показано, что при возникновении вращения спиновой спирали под действием протекающего электрического тока электросопротивление гелимагнетика будет всегда меньше сопротивления гелимагнетика, в котором спиновая спираль неподвижна. Обнаружено, что вольтамперная характеристика гелимагнетика при наличии эффекта переноса спинового момента из системы электронов проводимости в систему локализованных электронов может быть существенно нелинейной. Предсказана возможность существования в гелимагнетиках явления спиновой электрической бистабильности, когда спиновый вклад в электросопротивление гелимагнетика может принимать два разных значения при одном и том же значении протекающего через гелимагнетик тока. Продемонстрирована возможность реализации в гелимагнетиках состояний с отрицательным дифференциальным электросопротивлением. Статья для специального выпуска ЖЭТФ, посвященного 95-летию Л. А. Прозоровой

Об авторах

В. В Устинов

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук;Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: ustinov@imp.uran.ru
620137, Yekaterinburg, Russia; 620002, Yekaterinburg, Russia

И. А Ясюлевич

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: yasyulevich@imp.uran.ru
620137, Yekaterinburg, Russia

Список литературы

  1. W. Gerlach and O. Stern, Z. Phys. 9, 349 (1922).
  2. Ю. А. Изюмов, УФН 144, 439 (1984).
  3. T. Kimura, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 3, 93 (2012).
  4. Y. Togawa, Y. Kousaka, K. Inoue, and J.-i. Kishine, J. Phys. Soc. Jpn. 85, 112001 (2016).
  5. В. В. Устинов, И. А. Ясюлевич, Физика металлов и металловедение, 121, 257 (2020).
  6. V. V. Ustinov and I. A. Yasyulevich, Phys. Rev. B 102, 134431 (2020).
  7. D. W. Boys and S. Legvold, Phys. Rev. 174, 377 (1968).
  8. T. Yokouchi, N. Kanazawa, A. Kikkawa, D. Morikawa, K. Shibata, T. Arima, Y. Taguchi, F. Kagawa, and Y. Tokura, Nat.Commun. 8, 866 (2017).
  9. R. Aoki, Y. Kousaka, and Y. Togawa, Phys. Rev. Lett. 122, 057206 (2019).
  10. N. Jiang, Y. Nii, H. Arisawa, E. Saitoh, and Y. Onose, Nat.Commun. 11, 1601 (2020).
  11. N. Jiang, Y. Nii, H. Arisawa, E. Saitoh, J. Ohe, and Y. Onose, Phys. Rev. Lett. 126, 177205 (2021).
  12. L. I. Naumova, M. A. Milyaev, R. S. Zavornitsyn, T. P. Krinitsina, V. V. Proglyado, and V. V. Ustinov, Current Applied Physics 19, 1252 (2019).
  13. Л. И. Наумова, М. А. Миляев, Р. С. Заворницын, Т. П. Криницина, Т. А. Чернышова, В. В. Проглядо, В. В. Устинов, Физика металлов и металловедение 120, 464 (2019).
  14. R. S. Zavornitsyn, L. I. Naumova, M. A. Milyaev, M. V. Makarova, V. V. Proglyado, I. K. Maksimova, and V. V. Ustinov, Current Applied Physics 20, 1328 (2020).
  15. Р. С. Заворницын, Л. И. Наумова, М. А. Миляев, М. В. Макарова, Т. П. Криницина, В. В. Проглядо, В. В. Устинов, Физика металлов и металловедение 121, 688 (2020).
  16. В. В. Устинов, М. А. Миляев, Л. И. Наумова, Р. С. Заворницын, Т. П. Криницина, В. В. Проглядо, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования 12, 26 (2021).
  17. L. I. Naumova, R. S. Zavornitsyn, M. A. Milyaev, M. V. Makarova, V. V. Proglyado, and V. V. Ustinov, IEEE Transactions on Nanotechnology 20, 866 (2021).
  18. Л. И. Наумова, Р. С. Заворницын, М. А. Миляев, М. В. Макарова, В. В. Проглядо, В. В. Устинов, Физика металлов и металловедение 122, 581 (2021).
  19. Л. И. Наумова, Р. С. Заворницын, М. А. Миляев, М. В. Макарова, В. В. Проглядо, А. С. Русалина, В. В. Устинов, Физика металлов и металловедение 123, 1011 (2022).
  20. O. Wessely, B. Skubic, and L. Nordstrom, Phys. Rev. Lett. 96, 256601 (2006).
  21. K. Goto, H. Katsura, and N. Nagaosa, arXiv:0807.2901.
  22. S. K. Kudtarkar, Phys. Lett. A 374, 366 (2009).
  23. J. Iwasaki, M. Mochizuki, and N. Nagaosa, Nat.Commun. 4, 1463 (2013).
  24. K. M. D. Hals and A. Brataas, Phys. Rev. B 87, 174409 (2013).
  25. V. V. Ustinov and I. A. Yasyulevich, Phys. Rev. B 106, 064417 (2022).
  26. J. Masell, X. Yu, N. Kanazawa, Y. Tokura, and N. Nagaosa, Phys. Rev. B 102, 180402(R) (2020).
  27. Y. Takeuchi, Y. Yamane, J. Yoon, R. Itoh, B. Jinnai, S. Kanai, J. Ieda, S. Fukami, and H. Ohno, Nat. Mater. 20, 1364 (2021).
  28. С. В. Вонсовский, Магнетизм, Наука, Москва (1971), c. 1032.
  29. J.-i. Kishine and A. S. Ovchinnikov, Solid State Phys. 66, 1 (2015).
  30. А. Н. Серьезнов Л. Н. Степанова, С. А. Гаряинов, С. В. Гагин, О. Н. Негоденко, Н. А. Филинюк, Ф. Д. Касимов, Негатроника, Новосибирское отделение издательства Наука, Новосибирск (1995), с. 315.
  31. N. A. Filinyuk and A. A. Lazarev, AEU - International Journal of Electronics and Communications 68, 172 (2014).
  32. S. Budhathoki, A. Sapkota, K. M. Law, S. Ranjit, B. Nepal, B. D. Hoskins, A. S. Thind, A. Y. Borisevich, M. E. Jamer, T. J. Anderson, A. D. Koehler, K. D. Hobart, G. M. Stephen, D. Heiman, T. Mewes, R. Mishra, J. C. Gallagher, and A. J. Hauser, Phys. Rev. B 101, 220405(R) (2020).
  33. M. Tsoi, R. E. Fontana, and S. S. P. Parkin, Appl. Phys. Lett. 83, 2617 (2003).
  34. A. Yamaguchi, T. Ono, S. Nasu, K. Miyake, K. Mibu, and T. Shinjo, Phys. Rev. Lett. 92, 077205 (2004).
  35. M. Klaui, P.-O. Jubert, R. Allenspach, A. Bischof, J. A. C. Bland, G. Faini, U.Rudiger, C. A. F. Vaz, L. Vila, and C. Vouille, Phys. Rev. Lett. 95, 026601 (2005).
  36. Y. Togawa, T. Kimura, K. Harada, T. Akashi, T. Matsuda, A. Tonomura, and Y. Otani, Jpn. J. Appl. Phys. 45, L683 (2006).
  37. M. Hayashi, L. Thomas, C. Rettner, R. Moriya, Y. B. Bazaliy, and S. S. P. Parkin, Phys. Rev. Lett. 98, 037204 (2007).
  38. M. Hayashi, L. Thomas, R. Moriya, C. Rettner, S. S. P. Parkin, Science 320, 209 (2008).
  39. X. Zhang, Y. Zhou, K. M. Song, T.-E. Park, J. Xia, M. Ezawa, X. Liu, W. Zhao, G. Zhao, and S. Woo, J. Phys.: Condens. Matter 32, 143001 (2020).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».