論文の概要: Spintronics meets nonadiabatic molecular dynamics: Geometric spin torque and damping on noncollinear classical magnetism due to electronic open quantum system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.14153v2
• Date: Sun, 14 Jun 2020 19:18:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 02:51:58.704016
• Title: Spintronics meets nonadiabatic molecular dynamics: Geometric spin torque and damping on noncollinear classical magnetism due to electronic open quantum system
• Title（参考訳）: スピントロニクスと非断熱分子動力学--電子開放量子系による非線形古典磁性の幾何スピントルクと減衰
• Authors: Utkarsh Bajpai, Branislav K. Nikolic
• Abstract要約: 我々は、緩やかな古典的局所化磁気モーメントを着実に先行する量子古典ハイブリッドシステムを分析する。 電子は、金属線の中に存在し、マクロな貯水池に接続されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We analyze a quantum-classical hybrid system of steadily precessing slow classical localized magnetic moments, forming a head-to-head domain wall, embedded into an open quantum system of fast nonequilibrium electrons. The electrons reside within a metallic wire connected to macroscopic reservoirs. The model captures the essence of dynamical noncollinear and noncoplanar magnetic textures in spintronics, while making it possible to obtain the exact time-dependent nonequilibrium density matrix of electronic system and split it into four contributions. The Fermi surface contribution generates dissipative (or damping-like in spintronics terminology) spin torque on the moments, and one of the two Fermi sea contributions generates geometric torque dominating in the adiabatic regime. When the coupling to the reservoirs is reduced, the geometric torque is the only nonzero contribution. Locally it has both nondissipative (or field-like in spintronics terminology) and damping-like components, but with the sum of latter being zero, which act as the counterparts of geometric magnetism force and electronic friction in nonadiabatic molecular dynamics. Such current-independent geometric torque is absent from widely used micromagnetics or atomistic spin dynamics modeling of magnetization dynamics based on the Landau-Lifshitz-Gilbert equation, where previous analysis of Fermi surface-type torque has severely underestimated its magnitude.
• Abstract（参考訳）: 高速非平衡電子の開量子系に埋め込まれた、古典的局所化の遅い磁気モーメントを着実に先行する量子-古典ハイブリッド系を解析する。 電子は、巨視的貯水池に接続された金属線の中に存在する。 このモデルはスピントロニクスにおける動的非線形および非平面磁気テクスチャの本質を捉え、電子系の正確な時間依存非平衡密度行列を得ることができ、4つの寄与に分割することができる。 フェルミ表面の寄与は、モーメント上に散逸性(またはスピントロニクス用語における減衰様)のスピントルクを生成し、2つのフェルミ海寄与のうちの1つは、断熱的に支配する幾何学的トルクを生成する。 貯水池への結合が減少すると、幾何学的トルクが唯一の非零寄与となる。 局所的には、非散逸性(またはスピントロニクス用語における場様)と減衰様成分の両方を持つが、後者の和はゼロであり、これは幾何学的磁性力と非断熱分子動力学における電子摩擦の対となる。 このような電流非依存幾何トルクは、フェルミ表面型トルクの以前の解析がその大きさを過小評価したランドウ・リフシッツ・ギルベルト方程式に基づく磁化ダイナミクスの広く用いられるマイクロ磁気学や原子論的スピンダイナミクスモデリングに欠けている。

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