spin voltage (spin potential)_스핀 전압

요약

물질 내부 spin들이 불균형할때 전류를 흘리면, 어떤 계면을 만날때 통과하는 spin과 쌓이는 spin이 나눠 그 지역에 한쪽 스핀만이 쌓여 스핀에 따라 전압이 다르다

정의상 가정	Net current in Fermi level_quasi fermi level 스핀궤도결합(spin orbit coupling) time reversal symmetry (T-symmetry, 시간 역전 대칭) 스핀 필터(spin filter)_spin filtering, spin dephasing
내용상 가정
공식
단위
응용

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페르미 준위에 전계가 인가 되어

다음그림 처럼 되었다고 할 때 전계가 인가된 물질이 spin polarization되어있다면 어떨까요?

 

먼저 전자의 관점에 spin up과 spin down의 수를 각각 +quasi fermi 전자(U+, D+), -quasi fermi전자(U-, D-)로 나눈다면, spin up과 spin down의 갯수를 정의할 수 있습니다.

spin polarization에 의해 진행하게 되는 숫자가 나눠진다면, +방향으로 spin up이 M개 spin down이 N개 함유하한다 가정할 수 있습니다. 이때 time reversal symmetry (T-symmetry, 시간 역전 대칭)에 의해  원자의 관점에서 원자가 함유하는 전자의 수는 같으므로 -방향으로는 spin up이 N개 spin down이 M개 함유해야합니다.

 

즉 potential을 구한다면 전계가 높은 전자는

이고 낮은 전자는

 

이고 spin up과 spin down은 각각

이때 만약 spin polarization P~1이 된다면 N은 거의 0이 되고

 

으로

 

입니다.

 

추후 더 정확한 물리적 설명과 공식을 추가하겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다!