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Magnonic analog of the Edelstein effect in antiferromagnetic insulators

机译：反铁磁绝缘子中爱德斯坦效应的强磁模拟

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摘要

We investigate the nonequilibrium spin polarization due to a temperature gradient in antiferromagnetic insulators, which is the magnonic analog of the inverse spin-galvanic effect of electrons. We derive a linear-response theory of a temperature-gradient-induced spin polarization for collinear and noncollinear antiferromagnets, which comprises both extrinsic and intrinsic contributions. We apply our theory to several noncentrosymmetric antiferromagnetic insulators, i.e., to a one-dimensional antiferromagnetic spin chain, a single layer of kagome noncollinear antiferromagnet, e.g., KFe_3 (OH)_6 (SO_4))_2, and a noncollinear breathing pyrochlore antiferromagnet, e.g., LiGaCr_4O_8. The shapes of our numerically evaluated response tensors agree with those implied by the magnetic symmetry. Assuming a realistic temperature gradient of 10 K/mm, we find two-dimensional spin densities of up to ～10~(6-)h/cm~2 and three-dimensional bulk spin densities of up to ~10~(14-)h/cm~3, encouraging an experimental detection.
机译：我们研究了由于反铁磁绝缘体中的温度梯度导致的非平衡自旋极化，这是电子的反自旋电动效应的大体模拟。我们导出了共线性和非共线性反铁磁体的温度梯度引起的自旋极化的线性响应理论，该理论既包括外在贡献，也包括内在贡献。我们将我们的理论应用于几种非中心对称反铁磁绝缘体，即一维反铁磁自旋链，单层kagome非共线反铁磁体，例如KFe_3（OH）_6（SO_4））_ 2，以及非共线呼吸式烧绿石反铁磁体，例如，LiGaCr_4O_8。我们数值评估的响应张量的形状与磁对称性所暗示的一致。假设实际的温度梯度为10 K / mm，我们发现二维自旋密度高达〜10〜（6-）h / cm〜2，三维体旋密度高达〜10〜（14-） h / cm〜3，鼓励进行实验检测。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2020年第2期|024427.1-024427.18|共18页
  • 作者

    Bo Li; Alexander Mook; Aldo Raeliarijaona; Alexey A. Kovalev;

  • 作者单位

    Department of Physics and Astronomy and Nebraska Center for Materials and Nanoscience University of Nebraska Lincoln Nebraska 68588 USA;

    Institut fuer Physik Martin-Luther-Universitaet Halle-Wittenberg D-06099 Halle (Saale) Germany Department of Physics University of Basel Klingelbergstrasse 82 CH-4056 Basel Switzerland;

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