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Nonequilibrium spin density and spin-orbit torque in a three-dimensional topological insulator/antiferromagnet heterostructure

机译：三维拓扑绝缘体/反铁磁体异质结构中的非平衡自旋密度和自旋轨道转矩

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We study the behavior of nonequilibrium spin density and spin-orbit torque in a topological insulator/antiferromagnet heterostructure. Unlike ferromagnetic heterostructures where the Dirac cone is gapped due to time-reversal symmetry breaking, here the Dirac cone is preserved. We demonstrate the existence of a staggered spin density corresponding to a dampinglike torque which is quite robust against scalar impurities when the transport energy is such that the transport is confined to the topological insulator surface. We show the contribution to the nonequilibrium spin density due to both surface and bulk topological insulator bands. Finally, we show that the torques in topological insulator/antiferromagnet heterostructures exhibit an angular dependence that is consistent with the standard spin-orbit torque obtained in Rashba system with some additional structure arising from the interfacial coupling.
机译：我们研究拓扑绝缘体/反铁磁异质结构中非平衡自旋密度和自旋轨道转矩的行为。与铁磁异质结构中的狄拉克锥由于时间反转对称性断裂而形成间隙，此处的狄拉克锥得以保留。我们证明了对应于阻尼扭矩的交错自旋密度的存在，当传输能量被限制在拓扑绝缘体表面时，该阻尼扭矩对于标量杂质非常有力。我们显示了由于表面和整体拓扑绝缘体带对非平衡自旋密度的影响。最后，我们表明，拓扑绝缘体/反铁磁体异质结构中的扭矩表现出与角度相关性，该角度相关性与在Rashba系统中获得的标准自旋轨道扭矩一致，并且界面耦合产生了一些其他结构。

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  • 来源
    《Physical review》 |2019年第1期|014412.1-014412.9|共9页
  • 作者

    Ghosh S.; Manchon A.;

  • 作者单位

    KAUST, Phys Sci & Engn Div PSE, Thuwal 23955, Saudi Arabia;

    KAUST, Phys Sci & Engn Div PSE, Thuwal 23955, Saudi Arabia;

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