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Spin caloric effects in antiferromagnets assisted by an external spin current

外部スピン流に誘起された反強磁性体中のスピン熱効果

Gomonay, O.*; 山本 慧; Sinova, J.*

Gomonay, O.*; Yamamoto, Kei; Sinova, J.*

反強磁性体における新奇スピン熱現象開拓のため、本稿では印可されたスピン流の存在下における熱励起されたマグノンの性質を調べる。まずスピン蓄積による熱流の生成、すなわちスピンペルチエ効果が立方晶、あるいは一軸結晶の対称性を持つ反強磁性体で生じることを予言する。この効果はマグノン緩和時間がスピン流によってマグノンのスピン分極方向に対する依存性を獲得することに由来する。このペルチエ効果は反強磁性磁壁の運動を駆動し、その駆動力は物質の温度が上昇するにつれて大きくなる。またスピン流がマグノンスピンゼーベック効果を誘起することも示す。

Searching for novel spin caloric effects in antiferromagnets we study the properties of thermally activated magnons in the presence of an external spin current and temperature gradient. We predict the spin Peltier effect - generation of a heat flux by spin accumulation - in an antiferromagnetic insulator with cubic or uniaxial magnetic symmetry. This effect is related with spin-current induced splitting of the relaxation times of the magnons with opposite spin direction. We show that the Peltier effect can trigger antiferromagnetic domain wall motion with a force whose value grows with the temperature of a sample. We also demonstrate that the external spin current can induce the magnon spin Seebeck effect.

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パーセンタイル:37.49

分野:Physics, Applied

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