Theory of spin-dependent transport in magnetic solids

Abstract

dizertační práce Teorie spinově závislého transportu v magnetických pevných látkách David Wagenknecht Katedra fyziky kondenzovaných látek, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova 2019 Teoretický a ab initio popis skutečného chování materiálů je náročný a často je zanedbávána kombinace různých rozptylových mechanismů nebo jevy související s teplotou. A to i přesto, že reálné experimentální vzorky obsahují nečistoty a nová elektronika musí fungovat při nenulových teplotách. Abychom se s tímto vypořádali, věnujeme se v dizertaci " alloy analogy" modelu a jeho začlenění do plně relativistických výpočetních kódů založených na " tight-binding linear-muffin-tin orbital" metodě s koherentní potenciálovou aproximací. Díky spolehlivosti a numerické efektivitě našeho přístupu z prvních principů s ním následně studujeme objemové pevné látky a jejich spintronické aplikace. Sjednocený popis fononů, magnonů a chemických příměsí vede na shodu s literaturou pro teplotně závislý elektrický transport (podélná vodivost a anomální Hallův jev) a rozptylové mechanismy jsou vysvětleny na základě elektronové struktury. Získané výsledky jsou využity pro identifikaci defektů v reálných vzorcích, navíc...

of doctoral thesis Theory of spin-dependent transport in magnetic solids David Wagenknecht Department of Condensed Matter Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University 2019 Theoretical and ab initio description of realistic material behavior is complicated and combinations of various scattering mechanisms or temperature effects are often neglected, although experimental samples contain impurities and modern electronics work at finite temperatures. In order to remove these knowledge gaps, the alloy analogy model is worked out in this thesis and implemented within the fully relativistic tight- binding linear-muffin-tin orbital method with the coherent potential approximation. This first-principles framework is shown to be robust and computationally efficient and, consequently, employed to investigate bulk solids and their spintronic applications. Unified effect of phonons, magnons, and alloying gives agreement with literature for temperature-dependent electrical transport (longitudinal and anomalous Hall resistivities) and scattering mechanisms are explained from electronic structures. Moreover, novel data help to identify defects in real samples and experimentally hardly accessible quantities are presented, such as spin polarization of electrical current. Calculated results for both zero...