在磁性材料的两端施加一定的温度差，就可以产生自旋流。这种现象被称为自旋塞贝克效应。自旋流通常可以在材料的两端或者顶部利用重金属（例如铂）通过逆自旋霍尔效应来探测到。这种效应提供了一种有效的热和自旋流之间转换的方法，正在吸引全世界自旋电子学领域研究人员的关注。一般来说，有两种不同的实验结构：横向自旋塞贝克效应（重金属-磁性样品界面与温度梯度垂直）和纵向自旋塞贝克效应（重金属-磁性样品界面与温度梯度平行）。目前，纵向自旋塞贝克效应的存在已经被广泛认可，但是横向自旋塞贝克效应的存在性依然充满争议：不同的实验组报道了互相矛盾的结果。基于局部热平衡近似的粒子理论并不能解决这些争议。

电子科技大学严鹏课题组和香港科技大学王向荣教授合作提出一种新的波动理论来理解温度梯度下铁磁（或者亚铁磁）绝缘体中自旋波的输运。该波动理论揭示了横向自旋塞贝克效应的起源来自于自旋波的延展性：处于延展态的自旋波可以感受到整个系统的温度以至于自旋波的温度在冷端（热端）会高于（低于）金属探测棒的温度。因此，横向自旋塞贝克效应的信号会在冷端和热端改变符号。另外，系统中普遍存在的无序和梯度磁场会使得自旋波被局域化，只能感受到局域温度，从而极大地抑制横向自旋塞贝克效应。我们进一步研究了由于磁各向异性引起的非线性自旋波湍流效应对自旋波局域化的影响。计算表明，非线性的存在倾向于去局域化，使得自旋波变得更延展，从而会极大地增强自旋塞贝克效应。

该工作得到了国家自然科学基金以及中国博士后科学基金的资助。

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Phys. Rev. B 98, 144417 (2018)