論文の概要: Chiral Induced Spin Selectivity as a Spontaneous Intertwined Order

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.03656v2
• Date: Thu, 31 Dec 2020 06:32:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-20 22:27:46.638191
• Title: Chiral Induced Spin Selectivity as a Spontaneous Intertwined Order
• Title（参考訳）: 自発交絡次数としてのキラル誘起スピン選択性
• Authors: Xiaopeng Li, Jue Nan, and Xiangcheng Pan
• Abstract要約: キラル誘起スピン選択性(CISS)は、キラル分子による効率的なスピンフィルタリングを記述する。 本稿では、スピン軌道相互作用(SOI)が電子-ホールペアリングの自然形成から生じるCISSの多軌道理論について報告する。 我々の理論は、他の分子をCISS効果で探索するための重要なガイダンスを提供するかもしれない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.808255698770643
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Chiral induced spin selectivity (CISS) describes efficient spin filtering by chiral molecules. This phenomenon has led to nanoscale manipulation of quantum spins with promising applications to spintronics and quantum computing, since its discovery nearly two decades ago. However, its underlying mechanism still remains mysterious for the required spin-orbit interaction (SOI) strength is unexpectedly large. Here we report a multi-orbital theory for CISS, where an effective SOI emerges from spontaneous formation of electron-hole pairing caused by many-body correlation. This mechanism produces a strong SOI to the order of tens of milielectronvolts which could support the large spin polarization observed in CISS at room temperature. One central ingredient of our theory is the Wannier functions of the valence and conduction bands correspond respectively to one- and two-dimensional representation of the spatial rotation symmetry around the molecule elongation direction. The induced SOI strength is found to decrease when the band gap increases. Our theory may provide important guidance for searching other molecules with CISS effects.
• Abstract（参考訳）: キラル誘起スピン選択性(CISS)はキラル分子による効率的なスピンフィルタリングを記述する。 この現象は、20年近く前に発見されて以来、スピントロニクスや量子コンピューティングへの応用が期待できる量子スピンのナノスケール操作につながった。 しかし、その基盤となるメカニズムは、必要なスピン軌道相互作用(SOI)の強度が予想外に大きいため、いまだに謎のままである。 本稿では,多体相関による電子-正孔対形成から有効なSOIが出現するCISSの多軌道理論について報告する。 この機構は、室温でCISSで観測される大きなスピン偏光をサポートすることができる数十のミリ電子ボルトのオーダーに強いSOIを生成する。 この理論の中心的な要素は、原子価と伝導帯のワニエ関数であり、それぞれ分子伸長方向の空間回転対称性の1次元と2次元の表現に対応する。 誘導SOI強度はバンドギャップの増加に伴って低下する。 この理論はciss効果を持つ他の分子を探索するための重要なガイダンスとなるかもしれない。

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