Corrente de spin como sonda para materiais clássicos e quânticos
Spintrônica. Corrente de Spin. Efeito Spin Hall. Efeito Rashba-
Edelstein.
A corrente de spin é uma entidade puramente quântica sem análogo clássico, dessa
forma ela se torna uma ferramenta muito sensível a propriedades quânticas de diversos
materiais. Nessa tese é feito uso de corrente de spins como sonda quântica para testar
diferentes propriedades dos materiais, em específico foi feito a injeção de correntes
de spin em materiais paramagnéticos, diamagnéticos, ferromagnéticos e em materiais
quânticos,por meio da técnica de bombeamento de spins, para observar como tais
materiais respondem ao estimulo de uma corrente de spin. Em materiais paramagnéticos
a corrente de spin é predominantemente convertida em corrente de carga
por meio de efeitos de volume como o efeito spin Hall inverto (ISHE), há no entanto
trabalhos na literatura que mostram que é possível aumentar a eficiência da conversão
de corrente de spin em corrente de carga em tais materiais por meio da adição de
uma outra camada metálica, na interface entre material paramagnético e essa camada
metálica extra se da origem ao efeito Rashba-Edelstein inverso (IREE) que aumenta o
sinal detectado. Em materiais diamagnéticos foi observado que o diamagnetismo atua
como um mecanismo extra de dissipação que inibe a conversão de corrente de spin
em corrente de carga por efeitos de volume, no entanto ainda é possível que ocorra
a conversão da corrente de spin por estados de superfície via IREE. Em materiais
ferromagnéticos e antiferromagnéticos, devido a existência de um parâmetro de ordem
o sistema apresenta uma quebra de simetria espontânea, dessa forma o parâmetro θSH
se transforma em um tensor de terceira ordem, e a conversão de corrente de spin em
corrente de carga pode ocorrer por um mecanismo anômalo que depende da direção
do parâmetro de ordem, da direção e polarização da corrente de spin. Em materiais
quânticos é observado que a conversão de corrente de spin não pode ser devido ao
ISHE dado que o tamanho efetivo da camada seria da ordem atômica, além disso é
observado que a conversão de corrente de spin só depende da existência dos estados
de superfície.