時間発展行列積状態を基にしたスピン流の微視模型解析

基于时间演化矩阵积态的自旋流微观模型分析

基本信息

批准号：
17K05523
负责人：
白川知功
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

スピンカレントは次世代デバイス技術として期待されているスピントロニクスの根幹を成す概念である。そこで、本研究課題では、申請者らが独自に考案したブロックランチョス変換による１次元化と時間発展行列積状態計算手法を組み合わせた計算方法を用いて、量子スピン-フェルミオン接合系の数値的厳密な結果を提供し、スピンカレントの基礎理論を進展させる事を目的とした。本年度は、タイトバインディング模型に接続した１次元量子スピン系のダイナミクスの一般的な振る舞いを調べた。系のセットアップとしては、１次元量子スピン系が二つのタイトバインディング模型に挟まれた系を想定し、それぞれのタイトバインディング模型に時刻０で地場を印加し、十分時間が経ったときにスピン系に流れるスピンカレントの大きさを調べた。印加する磁場が弱い時には流れるスピンカレントが強く抑制されており、スピン系がギャップレスの系に近いほど抑制が強いことがわかった。このことから、この抑制はスピン系のギャップにはあまり依存せず、むしろ接合部分の性質に依存しているように見られる。そこで、我々はタイトバインディング模型のバンド幅Wと量子スピン系の交換相互作用Jの大きさ依存性を調べたところ、ある特定の比のところでスピン流は極大値を取ることがわかった。さらに、この極大値をとるパラメータにおける磁場依存性を系統的に調べた結果、このパラメータにおいてはスピンカレントが印加する磁場に比例する、すなわち、スピンカレントに対するオームの法則を満たすことがわかった。これらの結果は論文として公表予定である。

旋转电流是构成Spintronics的基础的概念，可以作为下一代设备技术。因此，本研究主题的目的是使用一种计算方法为量子自旋 - 屈光度连接系统提供精确的数值结果，该计算方法使用块Lanchos转换和时间不断发展的矩阵乘积计算方法结合了一维的化，该方法是由申请人设计的，并推进了旋转电流的基本理论。今年，我们研究了连接到紧密结合模型的一维量子自旋系统动力学的一般行为。作为系统设置，我们假设将一维量子自旋系统夹在两个紧密的结合模型之间，并且在时间0时将局部区域应用于每个紧密的结合模型，并在足够的时间通过后检查了流经自旋系统的自旋电流的大小。已经发现，当施加磁场较弱时，自旋电流被强烈抑制，并且自旋系统越接近无间隙系统，抑制越强。这种抑制似乎较少依赖于自旋系统间隙，而是这种抑制的情况，而是这种抑制作用的依赖性。因此，我们研究了紧密结合模型的带宽W和量子自旋系统的交换相互作用J的幅度依赖性，并发现自旋电流以一定比率的比率达到最大值。此外，对采用该最大值的参数的磁场依赖性进行了系统的研究，并且发现在此参数中，它与旋转电流应用的磁场成正比，也就是说，它满足了旋转电流的OHM定律。这些结果将作为论文发表。