論文の概要: The Critical Role of Itinerant Contributions to Orbital Angular Momentum Relaxation and Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.21300v1
- Date: Fri, 18 Sep 2026 04:21:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-21 18:40:16.854836
- Title: The Critical Role of Itinerant Contributions to Orbital Angular Momentum Relaxation and Dynamics
- Title（参考訳）: 眼窩角運動量緩和とダイナミクスに対する反復的寄与の批判的役割
- Abstract要約: 原子中心近似(ACA)は実験よりもはるかに短いOAM拡散長を予測する。
第一原理のリンドブラディアン密度行列力学を用いてこの問題に対処する。
その結果、原子中心モデルを超えることは軌道緩和と拡散を記述する上で不可欠であることが示されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6654949459658243
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Orbital angular momentum (OAM) is a promising degree of freedom for low-dissipation transport and magnetization control, yet its relaxation mechanisms remain controversial, with atomcentered approximations (ACA) predicting much shorter OAM diffusion lengths than experiments. We address this discrepancy using first-principles Lindbladian density-matrix dynamics, capturing electron-phonon scattering and itinerant OAM contributions, together with a first-principles parameterized tight-binding approach that separates the ACA and itinerant components. In MoS2,a strong-spin-orbit-coupling (SOC) system, orbital relaxation is multi-timescale, with fast intervalley redistribution followed by slower decay coupled to the spin. In weak-SOC silicene, spin and orbital dynamics decouple; an electric field tunes spin relaxation while leaving orbital lifetimes unchanged. In both materials, ACA orbital lifetimes are at least one order of magnitude shorter than itinerant ones, due to ultrafast precession driven by crystal-field splitting, absent from the itinerant component. These results demonstrate that going beyond atom-centered models is essential for describing orbital relaxation and diffusion.
- Abstract（参考訳）: 軌道角運動量(OAM)は低散逸輸送と磁化制御において有望な自由度であるが、原子中心近似(ACA)は実験よりもはるかに短いOAM拡散長を予測し、緩和機構はいまだに議論の余地がある。
我々は、第一原理のリンドブラディアン密度行列力学を用いて、電子-フォノン散乱と反復OAM寄与を捉え、ACAと反復成分を分離する第一原理のパラメータ化密結合アプローチを用いて、この相違に対処する。
強スピン軌道カップリング(SOC)系であるMoS2では、軌道緩和はマルチタイムスケールであり、高速なインターバルリー再分配に続いて、スピンに結合した緩やかな崩壊が起こる。
弱いSOCシリセンでは、スピンと軌道のダイナミクスは分離され、電場は軌道寿命を変わらないままスピン緩和をチューニングする。
どちらの材料でも、ACA軌道の寿命は、結晶体分裂によって引き起こされる超高速の沈降により、イテナント成分を欠くため、イテナント物質よりも少なくとも1桁短い。
これらの結果は、軌道緩和と拡散を記述するために原子中心モデルを超えることが不可欠であることを示している。
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