ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................. 4
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ............................................................................................................... 12
1.1 Хиральность................................................................................................................................ 12
1.2 Гелимагнетики............................................................................................................................ 14
1.3 Влияние геликоидального магнетизма на зарядовый и спиновый транспорт ..................... 19
1.4 Влияние зарядового и спинового транспорта на геликоидальный магнетизм .................... 25
1.5 Особенности инжекции чисто спинового тока в геликоидальные магнетики..................... 28
1.6 Заключение и выводы по главе 1.............................................................................................. 30
2 ЭЛЕКТРОННЫЙ СПИНОВЫЙ ТОК И СПИН-ЗАВИСИМЫЕ ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ
ЯВЛЕНИЯ В МЕТАЛЛАХ.................................................................................................................. 31
2.1 Матрица плотности и квантовое кинетическое уравнение .................................................... 31
2.2 Электронная и спиновая плотности. Плотности электронного и спинового токов ............ 35
2.3 Тензор спинового тока............................................................................................................... 38
2.4 Интеграл столкновений квантового кинетического уравнения ............................................ 39
2.5 Уравнения движения для плотностей и потоков .................................................................... 43
2.6 Основные уравнения электронного спинового транспорта в пространственнонеоднородных проводящих магнетиках ........................................................................................ 48
2.7 Заключение и выводы по главе 2.............................................................................................. 51
3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАГНИТОХИРАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ И КИНЕТИЧЕСКИЙ
МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ ХИРАЛЬНЫМ ОБМЕННЫМ
ПОЛЕМ В ГЕЛИКОИДАЛЬНЫХ МАГНЕТИКАХ ......................................................................... 52
3.1 Основные уравнения электронного спинового транспорта в металлических гелимагнетиках
............................................................................................................................................................ 52
3.2 Спиновая динамика электронов проводимости в хиральных гелимагнетиках.................... 53
3.3 Электрический магнитохиральный эффект Штерна-Герлаха ............................................... 58
3.4 Кинетический магнитоэлектрический эффект Штерна-Герлаха........................................... 66
3.5 Заключение и выводы по главе 3.............................................................................................. 68
4 ЗАВИСЯЩИЙ ОТ ХИРАЛЬНОСТИ ЭФФЕКТ ПЕРЕДАЧИ СПИНОВОГО МОМЕНТА И
ИНДУЦИРОВАННОЕ ТОКОМ ВРАЩЕНИЕ СПИНА В ГЕЛИМАГНЕТИКАХ........................ 70
4.1 Основные уравнения.................................................................................................................. 70
4.2 Равновесное состояние гелимагнетика .................................................................................... 74
4.3 Магнитная динамика гелимагнетика........................................................................................ 76
3
4.4 Динамика магнитной спирали при отсутствии внешнего магнитного поля ........................ 80
4.5 Численные расчёты и оценки.................................................................................................... 86
4.6 Заключение и выводы по главе 4.............................................................................................. 92
5 ПЕРЕДАЧА СПИНОВОГО МОМЕНТА И НЕЛИНЕЙНЫЙ КВАНТОВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ
ТРАНСПОРТ В ХИРАЛЬНЫХ ГЕЛИМАГНЕТИКАХ ................................................................... 94
5.1 Основные уравнения.................................................................................................................. 94
5.2 Электросопротивление хирального гелимагнетика в условиях передачи спинового момента
............................................................................................................................................................ 96
5.3 Численные оценки и расчёты.................................................................................................. 104
5.4 Заключение и выводы по главе 5............................................................................................ 108
6 ХИРАЛЬНАЯ СПИН-ОРБИТРОНИКА ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ ГЕЛИМАГНЕТИК –
НЕМАГНИТНЫЙ МЕТАЛЛ............................................................................................................. 110
6.1 Основные уравнения спин-орбитроники............................................................................... 110
6.2 Спин-орбитроника полуограниченного немагнитного металла с сильным спинорбитальным взаимодействием .................................................................................................... 113
6.3 Спиновый транспорт в проводящем гелимагнетике............................................................. 115
6.4 Граничные условия .................................................................................................................. 118
6.5 Поляризационные эффекты при инжекции чисто спинового тока в гелимагнетик .......... 123
6.6 Численные расчёты и оценки.................................................................................................. 125
6.7 Заключение и выводы по главе 6............................................................................................ 131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................................. 133
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ........................................ 135
БЛАГОДАРНОСТИ ........................................................................................................................... 136
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................................................. 137
