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凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理

arXiv:2504.05827 (cond-mat)
[提交于 2025年4月8日 ]

标题: 磁化动力学引起的倏逝轨道泵浦,无自旋-轨道耦合

标题: Evanescent Orbital Pumping by Magnetization Dynamics Without Spin-Orbit Coupling

Authors:Chengyuan Cai, Hanchen Wang, Tao Yu
摘要: 将磁化自旋转换为轨道电流通常依赖于强自旋-轨道相互作用,这可能导致额外的角动量耗散。 我们报告说,磁性纳米结构中的相干磁化动力学由于其漏磁场与电子轨道之间的泽曼耦合,可以倏逝地将轨道电流泵入相邻半导体中,而无需依赖自旋-轨道相互作用。 交流磁场的潜在光子自旋决定了沿驱动场梯度流动的轨道极化。 由于轨道纹理,沿着交流场梯度垂直流动的轨道霍尔电流也被产生,并且不会受到轨道扭矩的影响。 这些发现扩展了轨道泵浦的范式,包括光子自旋,并为开发低耗散轨道电子器件铺平了道路。
摘要: Converting magnetization spin to orbital current often relies on strong spin-orbit interaction that may cause additional angular momentum dissipation. We report that coherent magnetization dynamics in magnetic nanostructures can evanescently pump an orbital current into adjacent semiconductors due to the Zeeman coupling between its stray magnetic field and electron orbitals without relying on spin-orbit interaction. The underlying photonic spin of the AC magnetic field governs the orbital polarization that flows along the gradient of the driven field. Due to the orbital texture, the orbital Hall current that flows perpendicularly to the gradient of the AC field is also generated and does not suffer from the orbital torque. These findings extend the paradigm of orbital pumping to include photonic spin and pave the way for developing low-dissipation orbitronic devices.
评论: 7页,3图
主题: 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall)
引用方式: arXiv:2504.05827 [cond-mat.mes-hall]
  (或者 arXiv:2504.05827v1 [cond-mat.mes-hall] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.05827
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Tao Yu [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 4 月 8 日 09:08:10 UTC (6,139 KB)
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