近日，胡贵超教授团队与德国德累斯顿工业大学理论物理研究所Carsten Timm教授合作，在物理领域国际著名期刊《Physical Review B》上发表了题为“Oscillating spin Hall effect from polaron transport in organic chains”的学术论文。山东师范大学为论文第一署名单位，胡贵超教授为第一作者，通讯作者为胡贵超教授和Carsten Timm教授。
自旋霍尔效应基于材料自身的自旋-轨道耦合作用，实现电流和自旋流的相互转换，是凝聚态物理自旋电子学领域研究热点。探索有机材料中的自旋霍尔效应，不仅在设计柔性器件方面具有应用前景，更具有重要的物理意义。然而，由于有机材料的软特性，载流子为极化子等非线性元激发，其内在自旋输运机制不同于传统金属和半导体。因此，自2013年实验上测得有机材料中的自旋霍尔效应以来，理论上对有机自旋霍尔效应图像的理解一直存在巨大的挑战。
作者通过建立二维有机链模型，计入自旋-轨道耦合和电子-晶格作用，利用非绝热动力学理论，发展了一套模拟二维有机自旋-轨道耦合体系极化子输运的动力学方法，通过研究极化子的电荷自旋含时演化，揭示了有机材料中极化子输运导致的独特的振荡自旋霍尔效应。进一步提出了有机中存在晶格畸变导致的skew散射机制，可大幅提升自旋-电荷转换效率。该工作为理解有机自旋霍尔效应机理提供了一条行之有效的途径。
以上研究获得国家自然科学基金和山东省自然科学基金资助。
论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.106.144309
