Effects of mechanical rotation on spin currents

スピン流に対する力学回転の効果

松尾 衛*; 家田 淳一   ; 齊藤 英治; 前川 禎通

Matsuo, Mamoru*; Ieda, Junichi; Saito, Eiji; Maekawa, Sadamichi

スピンと力学回転の結合を記述するため、一様回転系におけるパウリ-シュレーディンガー方程式を研究する。力学的回転による慣性の効果を含むスピン軌道相互作用の明示的な形式を示す。このスピン軌道相互作用の存在下で二次元面内の電子波束の運動方程式を導出する。その解は、異なる周波数を持つ二つのサイクロトロン運動の重ね合わせとなっており、力学回転による循環スピン流が生成される。

We study the Pauli-Schrdinger equation in a uniformly rotating frame of reference to describe a coupling of spins and mechanical rotations. The explicit form of the spin-orbit interaction (SOI) with the inertial effects due to the mechanical rotation is presented. We derive equations of motion for a wave packet of electrons in two-dimensional planes subject to the SOI. The solution is a superposition of two cyclotron motions with different frequencies and a circular spin current is created by the mechanical rotation.