Кинетический магнитоэлектрический эффект

Кинетический магнитоэлектрический эффект — эффект возникновения намагниченности у носителей заряда, текущих через проводники с симметрией зеркальных изомеров, пропорциональна действующему в металле электрическому полю. Для кубических кристаллов или изотропных стереоизометрических материалов коэффициент пропорциональности между вектором намагниченности и вектором электрического поля является псевдоскаляром, имеющим разный знак для двух изомеров с различной хиральностью.

Кинетический магнитоэлектрический эффект был впервые теоретически предсказан в 1985 году в работе [1] при исследовании транспорта в немагнитных проводниках, содержащих примеси с хиральной симметрией потенциала спин-орбитального рассеяния. Экспериментальные подтверждения существования кинетического магнитоэлектрического эффекта при наличии хирального спин-орбитального рассеивающего потенциала были получены в работах [2][3][4][5][6][7][8]. В частности, в работах [6][7][8] было экспериментально реализовано спиновое устройство, в работе которого использовался кинетический магнитоэлектрический эффект, возникающий при наличии хирального спин-орбитального рассеивающего потенциала.

Позднее, в работах [9][10] было показано, что аналогичный эффект может возникать в металлических антиферромагнетиках с геликоидальной волной спиновой плотности. В исследовании [11] установлено, что кинетический магнитоэлектрический эффект может возникать при движении электронов проводимости, обладающих спином, в пространственно-неоднородном магнитном поле. В работе [12] было продемонстрировано, что взаимодействие спинов электронов проводимости с пространственно-неоднородным эффективным магнитным полем обменного происхождения в хиральных гелимагнетиках также приводит к возникновению кинетического магнитоэлектрического эффекта. Поскольку влияние неоднородного магнитного поля на движущиеся частицы, обладающие спином, впервые было продемонстрировано в классических опытах Штерна и Герлаха , для подчеркивания физической природы механизма кинетического магнитоэлектрического эффекта при наличии неоднородного магнитного поля было предложено ввести специальный термин – «кинетический магнитоэлектрический эффект Штерна-Герлаха». На сегодняшний день уже экспериментально реализовано спиновое устройство, использующее кинетический магнитоэлектрический эффект Штерна-Герлаха в своей работе [13].

См. также

Примечания

  1. ↑ Левитов Л. С., Назаров Ю. В., Элиашберг Г. М. Магнитоэлектрические эффекты в проводниках с симметрией зеркальных изомеров // ЖЭТФ. — 1985. — Т. 88, № 1. — С. 229-236.
  2. ↑ Шалыгин В. А., Софронов А.Н., Воробьев Л.Е., Фарбштейн И.И. Спиновая ориентация дырок при протекании тока в теллуре // Физика твердого тела. — 2012. — Т. 54, № 12. — С. 2237-2247.
  3. ↑ Tetsuya Furukawa, Yuri Shimokawa, Kaya Kobayashi, Tetsuaki Itou. Observation of current-induced bulk magnetization in elemental tellurium (англ.) // Nature Communications. — 2017-10-16. — Vol. 8, iss. 1. — P. 954. — ISSN 2041-1723. — doi:10.1038/s41467-017-01093-3. Архивировано 2 ноября 2022 года.
  4. ↑ Tetsuya Furukawa, Yuta Watanabe, Naoki Ogasawara, Kaya Kobayashi, Tetsuaki Itou. Current-induced magnetization caused by crystal chirality in nonmagnetic elemental tellurium // Physical Review Research. — 2021-05-10. — Т. 3, вып. 2. — С. 023111. — doi:10.1103/PhysRevResearch.3.023111.
  5. ↑ Yoji Nabei, Daichi Hirobe, Yusuke Shimamoto, Kohei Shiota, Akito Inui. Current-induced bulk magnetization of a chiral crystal CrNb3S6 // Applied Physics Letters. — 2020-08-03. — Т. 117, вып. 5. — С. 052408. — ISSN 0003-6951. — doi:10.1063/5.0017882. Архивировано 2 ноября 2022 года.
  6. ↑ 1 2 Akito Inui, Ryuya Aoki, Yuki Nishiue, Kohei Shiota, Yusuke Kousaka. Chirality-Induced Spin-Polarized State of a Chiral Crystal CrNb3S6 // Physical Review Letters. — 2020-04-21. — Т. 124, вып. 16. — С. 166602. — doi:10.1103/PhysRevLett.124.166602.
  7. ↑ 1 2 Kohei Shiota, Akito Inui, Yuta Hosaka, Ryoga Amano, Yoshichika Ōnuki. Chirality-Induced Spin Polarization over Macroscopic Distances in Chiral Disilicide Crystals // Physical Review Letters. — 2021-09-14. — Т. 127, вып. 12. — С. 126602. — doi:10.1103/PhysRevLett.127.126602.
  8. ↑ 1 2 Hiroaki Shishido, Rei Sakai, Yuta Hosaka, Yoshihiko Togawa. Detection of chirality-induced spin polarization over millimeters in polycrystalline bulk samples of chiral disilicides NbSi2 and TaSi2 // Applied Physics Letters. — 2021-11-01. — Т. 119, вып. 18. — С. 182403. — ISSN 1077-3118 0003-6951, 1077-3118. — doi:10.1063/5.0074293.
  9. ↑ Горьков Л. П., Сокол А. В. Магнитоэлектрический эффект в геликоидальных металлических антиферромагнетиках // Письма в ЖЭТФ. — 1987. — Т. 45, № 5. — С. 239-242.
  10. ↑ Горьков Л. П., Сокол А. В. Кинетические эффекты в антиферромагнитных проводниках с волной спиновой плотности // ЖЭТФ. — 1987. — Т. 93, № 6. — С. 2219-2231.
  11. ↑ Устинов В. В., Ясюлевич И. А. Электронный спиновый ток и спин-зависимые гальваномагнитные явления в металлах // Физика металлов и металловедение. — 2020. — Т. 121, № 3. — С. 257-269. — doi:10.31857/S0015323020030079.
  12. ↑ Ustinov V. V., Yasyulevich I. A. Electrical magnetochiral effect and kinetic magnetoelectric effect induced by chiral exchange field in helical magnetics // Physical Review B. — 2020. — Т. 102, № 13. — С. 134431. — doi:10.1103/PhysRevB.102.134431.
  13. ↑ Masuda H., Seki T., Ohe J., Nii Y., Masuda H., Takanashi K., Onose Y. Room temperature chirality switching and detection in a helimagnetic MnAu2 thin film // Nature Communications. — 2024. — Т. 15. — С. 1999. — doi:10.1038/s41467-024-46326-4.
Эта статья взята у (из) Википедия. Текст лицензируется по Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0. К медиа файлам могут применятся дополнительные условия.