[Oct 10, 2013] 이현우 교수 연구실 - Self-consistent calculation of spin

[Oct 10, 2013] 이현우 교수 연구실 - Self-consistent calculation of spin transport and magnetization dynamics

Physics Reports  531, 89-113 (2013)

전자의 스핀과 자화의 상호작용은 전류를 통한 자화의 제어를 가능하게 해준다. 전류에 의한 자화동역학은 전류에 의해 직접적으로 영향 받는 자화의 거동을 중심으로 연구되었으나, 반대로 자화동역학에 의해 영향받는 전자의 동역학은 거의 무시되어 왔다.
이현우 교수 연구팀은 고려대학교, NIST와의 협업을 통해 자화의 의해 유도되는 추가 전류의 피드백으로 자화상태가 변할 수 있는 가능성들을 제시하여 Physics Reports에 발표하였다. (2013.10.10) 이 연구는 기존에 연구되어 오던 전류에 의해 유도되는 자화동역학과, 최근에 주목받고 있는 자화에 의해 유도되는 전자의 동역학을 연결하여 전자와 자화의 상호작용에 대한 이해에 크게 기여할 것으로 예상된다.

A spin-polarized current transfers its spin-angular momentum to a local magnetization, exciting various types of current-induced magnetization dynamics. So far, most studies in this field have focused on the direct effect of spin transport on magnetization dynamics, but ignored the feedback from the magnetization dynamics to the spin transport and back to the magnetization dynamics. Although the feedback is usually weak, there are situations when it can play an important role in the dynamics. In such situations, simultaneous, self-consistent calculations of the magnetization dynamics and the spin transport can accurately describe the feedback. This review describes in detail the feedback mechanisms, and presents recent progress in self-consistent calculations of the coupled dynamics. We pay special attention to three representative examples, where the feedback generates nonlocal effective interactions for the magnetization after the spin accumulation has been integrated out. These examples show that the self-consistent treatment of spin transport and magnetization dynamics is important for understanding the physics of the coupled dynamics and for providing a bridge between the ongoing research fields of current-induced magnetization dynamics and the newly emerging fields of magnetization-dynamics-induced generation of charge and spin currents.