350 rub
Journal Dynamics of Complex Systems - XXI century №3 for 2009 г.
Article in number:
The quantum hydrodynamics equation with the spin-current and spin-orbit interaction
Keywords: quantum hydrodynamics equations spin-orbit interaction nonlinear Schrodinger equation many-body physics Bloch equation
Authors:
P.A. ANDREEV, L.S. KUZ-MENKOV
Abstract:
In article represented derivation the quantum hydrodynamics equation to system of many charged particles with the magnetic moment on foundation of the many-body Schrodinger equation. In basis Schrodinger equation taken in to account both interaction with the external electromagnetic field and Coulomb, spin-spin, spin-current, spin-orbit interaction between particles. Was found macroscopic one-particle nonlinear Schrodinger equation due to quantum hydrodynamics equation in self-consistent field approximation. Has leads comparison of equation for density of current and magnetic moment derived directly from many-body Schrodinger equation and from one-particle Schrodinger equation. The contribution of magnetic moment diffusion has establishment for collective model of spin-orbit interaction. The equation obtained for current, magnetic moment and energy can be used like basic equation to investigation transport phenomena of quantum physical systems. This equation are correct not only under condition ballistic or diffusive motion of particles through sample. They are right for arbitrary angle of spin precession.
Pages: 3-30
References
  1. Кузьменков Л.С., Максимов С.Г. // ТМФ. 1999. Т. 118. № 2. C.287.
  2. Кузьменков Л.С., Максимов С.Г., Федосеев В.В. // ТМФ. 2001. Т. 126. № 1. С.110.
  3. Andreev P.A., Kuz'menkov L.S. // Phys. Rev. A. 2008. V.78. P.053624.
  4. Maximov S. G., Kuzmenkov L. S. // International Journal of Theoretical Physics, Group Theory and Nonlinear Optics. 2004. V. 11. P.1.
  5. Кузьменков Л.С., Максимов С.Г., Федосеев В.В. // ТМФ. 2001. Т. 126. № 2. С. 258.
  6. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Курс теоретической физики. Т.4. Квантовая электродинамика. М.: Наука. 1989.
  7. Харабадзе Д.Э. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. Физика. Астрономия. 2005. № 6. C.10.
  8. Андреев П.А., Кузьменков Л.С. // Изв. вузов. Сер. Физика. 2007. № 12. C. 74. [Russian Physics Journal. 2007. V. 50. N. 12. P. 1251.]
  9. Кузьменков Л.С., Максимов С.Г. // ТМФ. 2002. Т. 131. №2. C. 231.
  10. Силин В.П.Введение в кинетическую теорию газов. М.: Наука.1971.
  11. Maximov S. G., Kuzmenkov L. S. // International Journal of Theoretical Physics, Group Theory and Nonlinear Optics. 2004. V.11. P.33.
  12. Dalfovo F., Giorgini S., Pitaevskii L. P., Stringari S. Rev. Mod. Phys. 1999. V. 71. P. 463.
  13. Giorgini S., Pitaevskii L., StringariS.// Rev. Mod. Phys. 2008. V. 80. P. 1215.
  14. Brodin G., Marclund M. // New J. Phys. 2007. V. 9. P. 277.
  15. Haas F. // Phys. Plasmas. 2005. V. 12. P. 062117.
  16. Marklund M., Brodin G. // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P.025001.
  17. Zamanian J., Brodin G., Marklund M. // New J. of Phys. 2009. V.11. p.073017.
  18. Кузьменков Л.С., .Максимов С.Г., Федосеев В.В. // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.3. Физика. Астрономия. 2000. № 5. C.3.
  19. Кузьменков Л.С., Харабадзе Д.Э. // Известия вузов. Физика. 2004. Т. 47. № 4. C. 87.
  20. Андреев П.А. Кузьменков Л.С. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. Физика. Астрономия. 2007. № 5. С.5. [Moscow University Physics Bulletin. 2007. V.62. N.5. P. 271.]
  21. Overhauser A.W. // Phys. Rev. B. 1984. V.29. P.7023.
  22. Bret A., Firpo M.-C., Deutsch C. // Phys. Rev. E. 2004. vol.70, p.046401.
  23. Garcia L.G., Haas F., de Oliveira L.P.L. // Goedert J. Phys. Plasmas. 2005. V.12. P.012302.
  24. Андреев П.А., Кузьменков Л.С. // Ядерная физика. 2008. Т.71. С.1755. [Physics of Atomic Nuclei. 2008. V.71. N.10. P.1724].
  25. Ali S., Shukla P.K. // The Eur.Phys.J.D. 2007. V.41. P.319.
  26. Shukla N., Shukla P.K., Brodin G., Stenflo L. // Phys. Plasmas. 2008. V.15. P.044503.
  27. Zutic I., Fabian J.,  Das Sarma S. // Rev. Mod. Phys.2004. V.76. P.323.
  28. Farinas Paulo F. // Phys.Rev.B. 2001. V.64.P.161310.
  29. Xu L.J., Wu X.G. // Phys.Rev.B. 2006. V.74. P.165315.
  30. Silvestrov P.G. Mishchenko E.G. // Phys. Rev.B.2006. V.74. P.165301.
  31. Bernevig B. A., Yu X., Zhang S.C. // Phys. Rev. Lett. 2005. V.95. P.076602.
  32. Wieser R., Usadel K.D., Nowak U. // Phys. Rev.B.2006. V.74.P.094410.
  33. Manfredi G., Hervieux P.A. // Appl. Phys. Lett. 2007. V.91. P.061108.
  34. Sharma P. // Science. 2005. V. 307. P.531.
  35. Wolf S. A., Awschalom D. D., Buhrman R. A., Daughton J.M., von Molnar S., Roukes M. L., Chtchelkanova A.Y., Treger D. M. // Science, 2001. V.294. P.1488.
  36. Datta S., Das B. // Appl. Phys. Lett.1990.V.56. P. 665.
  37. Murakami S., Nagaosa N., Zhang S.C. // Science. 2003.V.301. P.1348.
  38. Bellucci S., Onorato P. // Phys. Rev. B. 2008. V.77. P.075303.
  39. Feng Chi, Jun Zheng, Lian-Liang Sun // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. P.172104.
  40. Nitta J., Akazaki T., Takayanagi H., Enoki T. // Phys. Rev. Lett. 1997.V.78. P.1335.
  41. Grundler D. // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. P.6074.
  42. Kato Y. K., Myers R. C., Gossard A. C., Awschalom D.D. // Phys. Rev. Lett. 2004. V.93. P.176601.
  43. Kato Y., Myers R. C., Gossard A. C., Awschalom D.D. // Nature (London). 2004. V. 427. P.50.
  44. Weber C.P., Gedik N., Moore J. E., Orenstein J., Stephens J., Awschalom D.D. // Nature (London). 2005. V.437. P.1330.
  45. Bernevig B.A., Jiangping Hu // Phys. Rev. B. 2008. V.78. P. 245123.
  46. Burkov A. A., Núñez A. S., MacDonald A. H. Phys. Rev. B. 2004. V.70. P.155308.
  47. Mishchenko E. G., Shytov A. V., Halperin B. I. // Phys. Rev.Lett. 2004.V.93. P.226602.
  48. Borunda M.F., Xin Liu, Kovalev Alexey A., Liu Xiong-Jun,  Jungwirth T., Sinova Jairo // Phys. Rev.B.2008.V.78. P.245315.
  49. Smirnov S., Bercioux D., Milena Grifoni M., Richter K.Phys.Rev.B. 2008. V.78. P.245323.
  50. Murakami S., Nagaosa N., Zhang S.-C. // Science. 2003.V.301. P.1348.
  51. Valenzuela S. O., Tinkham M. // Nature (London). 2006.V.442. P.176.
  52. Chia-Hui Lin, Chi-Shung Tang, Yia-Chung Chang // Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.245312.
  53. Tomoaki Kaneko, Mikito Koshino, Tsuneya Ando // Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.245303.
  54. Romeo F., Citro R., Marinaro M. // Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.245309.
  55. Ngo A.T., Villas-Bôas J.M., Ulloa S.E. // Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.245310.
  56. Wolf S. A., Awschalom D. D., Buhrman R. A., Daughton J.M., von Molnar S., Roukes M. L., Chtchelkanova A. Y., Treger D.M. // Science. 2001. V. 294. P.1488.
  57. Tan S.G., Jalil M.B.A., Xiong-Jun Liu, Fujita T. // Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.245321.
  58. Pályi A., Cserti J.// Phys.Rev.B. 2008. V .78.P.241304.
  59. Loss D., DiVincenzo D. P. // Phys. Rev. A. 1998. V.57. P.120.
  60. Wolf S. A., Awschalom D. D., Buhrman R. A., Daughton J.M., von Molnár S., Roukes M. L., Chtchelkanova A. Y., Treger D. M. // Science. 2001. V.294. P.1488.
  61. Manchon A., Zhang S.// Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.212405.
  62. Bychkov Yu.A., Rashba E.I. // J.Phys.C. 1984. V.17. P.6039.
  63. Yu Z.G. Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.212411.
  64. Romero A.H., Cardona M., Kremer R.K., Lauck R., Siegle G., Serrano J., Gonze X.C. // Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.224302.
  65. Bellucci S., Onorato P.// Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.235312.
  66. Földi P., Molnár B., Benedict M.G., Peeters F.M. // Phys.Rev. B. 2005. V.71. P.033309.
  67. Foldi P., Molnar B., Benedict M.G., Peeters F.M. // Phys. Rev. B. 2005.V.71. P.033309.
  68. Kuo-Wei Chen, Ching-Ray Chang // Phys.Rev.B. 2008. V.78.P.235319.
  69. Saprykin S., Trevelyan Philip M. J., Koopmans Rudy J., Serafim Kalliadasis // Phys.Rev.E. 2007. V.75.P.026306.
  70. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Курс теоретической физики. Т.3. Квантовая механика (нерелятивистская теория). М.:Наука. 1989.
  71. Дрофа М.А., Кузьменков Л.С. // ТМФ. 1996. Т. 108. № 1. C. 3.
  72. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Курс теоретической физики. Т.9 Статистическая физика (часть вторая). М.: Наука. 1989.
  73. Уизем Д. Линейные и нелинейные волны. М.1977
  74. Уизем Д. Теория солитонов. Метод обратной задачи. М. 1980.
  75. Shen R. // Phys. Rev. B. 2006. V. 74. P. 125313.
  76. Thakor V., Staunton J.B., Poulter J., Ostanin S., Ginatempo B., Bruno E. // Phys. Rev. B. 2003. V.68. P. 134412.
  77. Дрофа М.А., Кузьменков Л.С. // Вестн. Моск. ун-та. Сер.3. Физика. Астрономия. 1997. № 2. C. 3.