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Enhancement of spin accumulation in ballistic transport regime

机译：在弹道运输制度中自旋积累的增强

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The conventional spin-diffusion equation, based on the presence of spin-split local chemical potentials, has successfully described spin accumulation attendant to diffusive transport in spintronics. A recent experiment shows that spin accumulation far exceeds the limit set by such spin-diffusive theory when the mean free path is longer than the spin dephasing length. By introducing the momentum and spin dependent chemical potential, we develop a generalized spin transport equation that is capable of addressing spin transport in systems where ballistic processes are embedded in the overall diffusive conductor. We find that the ballistic spin injection through a barrier into a diffusive nonmagnetic layer with strong spin-orbit coupling can enhance spin accumulation by an order of magnitude when compared to the conventional theory.
机译：基于自旋分裂局部化学势的存在，常规自旋扩散方程式已成功描述了自旋电子学中伴随扩散传输的自旋积累。最近的一项实验表明，当平均自由程长于自旋相移长度时，自旋累积将远远超过这种自旋扩散理论所设定的极限。通过引入动量和自旋相关的化学势，我们开发了一个广义的自旋输运方程，该方程能够解决在弹道过程嵌入整个扩散导体中的系统中的自旋输运。我们发现，与传统理论相比，通过势垒将弹道自旋注入具有强自旋轨道耦合的扩散非磁性层可以使自旋积累提高一个数量级。

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