تولید نیروی‌محرکه اسپینی در سطح عایق توپولوژیکی به وسیله حرکت دیواره مغناطیسی زیر لایه

در این مقاله، اثر برهم کنش یک زیرلایه مغناطیسی با الکترون‌های سطح یک عایق توپولوژیکی و تاثیر آن بر تولید نیروی محرکه اسپینی بررسی شده است. در این کار نشان داده شده است که حرکت دیواره مغناطیسی زیرلایه در اثر جریان الکتریکی در این زیرلایه باعث تولید نیروی‌محرکه اسپینی در سطخ عایق توپولوژیکی می‌گردد. این نیروی محرکه از طریق محاسبه مشتق زمانی فاز بری وابسته به اسپین استخراج شده و دو مولفه اصلی آن شناسایی گردیده‌است. در این مقاله، هامیلتونین سطح عایق توپولوژیک که الکترون‌های درون این لایه دارای برهم کنش تبادلی با زیرلایه مغناطیسی‌ هستند با تبدیلات یکانی مناسب به هامیلتونی موثری که قطری سازی و محاسبه فاز بری آن به شکل تحلیلی امکان‌پذیر باشد تبدیل گردیده‌ است. نتایج نشان می‌دهد که برهم کنش تبادلی اسپین الکترون‌های رسانش و مغناطش زیرلایه به تولید نیروی‌محرکه اسپینی در صورت حرکت دیواره مغناطیسی زیرلایه می انجامد.

generation of spinmotive force at the surface of a topological insulator by motion of magnetic domain wall in the underlying layer

in this work, the impact of the interaction between a magnetic substrate and surface electrons of a topological insulator, on the generation of spin motive force is investigated. it is shown in that the motion of the magnetic domain wall in the substrate, driven by an electric current, leads to the generation of a spin motive force on the surface of the topological insulator. this motive force is given by the time derivative of the spin-dependent berry phase. in this paper, the hamiltonian of the topological insulator surface, where the electrons within this layer have exchange interaction with the magnetic substrate, is transformed via suitable unitary transformations into an effective hamiltonian that can be diagonalized and whose berry phase can be calculated analytically. the results indicate that the exchange interaction between the spins of the conduction electrons and the magnetization of the substrate leads to the generation of a spinmotive force, provided that the magnetic domain wall of the substrate layer is in motion.