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Origin of adiabatic and non-adiabatic spin transfer torques in current-driven magnetic domain wall motion

机译:绝热和非绝热自旋转移力矩的起源   电流驱动的磁畴壁运动

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摘要

A consistent theory to describe the correlated dynamics of quantum mechanicalitinerant spins and semiclassical local magnetization is given. We consider theitinerant spins as quantum mechanical operators, whereas local moments areconsidered within classical Lagrangian formalism. By appropriately treatingfluctuation space spanned by basis functions, including a zero-mode wavefunction, we construct coupled equations of motion for the collectivecoordinate of the center-of-mass motion and the localized zero-mode coordinateperpendicular to the domain wall plane. By solving them, we demonstrate thatthe correlated dynamics is understood through a hierarchy of two time scales:Boltzmann relaxation time when a non-adiabatic part of the spin-transfer torqueappears, and Gilbert damping time when adiabatic part comes up.
机译:给出了描述量子力学力学自旋和半经典局部磁化强度相关动力学的一致理论。我们将等位子自旋视为量子力学算子,而局部矩则在经典的拉格朗日形式主义中被考虑。通过适当地处理包括零模波动函数在内的基本函数所跨越的波动空间,我们构造了质心运动的集体坐标和垂直于畴壁平面的局部零模坐标的运动耦合方程。通过解决它们,我们证明可以通过两个时间尺度的层次来理解相关动力学:自旋转移转矩的非绝热部分出现时的玻尔兹曼弛豫时间,绝热部分出现时的吉尔伯特阻尼时间。

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