Spin precession and modulation in ballistic cylindrical nanowires due to the Rashba effect
以表面含有二维电子气的InAs纳米线为模型,对圆柱形半导体纳米线中Rashba自旋轨道耦合引起的自旋进动进行了理论研究.本征态、能量-动量色散和能量-磁场色散关系通过求解圆柱对称中的薛定谔方程来确定。具有相同总角动量但相反自旋取向的状态的组合导致沿着线的轴的轴向自旋分量的周期性调制。通过两个具有不同总角动量的态的干涉实现绕丝轴的自旋进动。由于在零磁场下存在一个自旋旋进方向正好相反的叠加态,因此可以得到自旋取向的振荡。如果施加轴向取向的磁场,自旋获得额外的旋进分量。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall
The Effect of Ramsauer Type Transmission Resonances on the Conductance Modulation of Spin Interferometers
利用平均场方法研究了基于Rashba自旋轨道耦合效应的栅控半导体自旋干涉仪的电导调制。电导调制被发现主要是由于Ramsauer型传输共振,而不是在典型的结构中的Rashba效应。这是因为在干涉仪的接触处由于接触材料和半导体之间的大势垒和有效质量失配而产生显著的反射。因此,除非特别注意消除这些反射,否则任何观察到的自旋干涉仪的电导调制都可能起源于拉姆绍尔共振(与自旋无关),而不是拉什巴效应。
2003-01-06 cond-mat.mes-hall
Spin Filtering via Resonant Reflection of Relativistic Surface States
发展了一种研究强自旋轨道相互作用表面上非磁性线性缺陷表面态散射的微观方法。通过对模型晶体势的原理性计算,从理论上发现了原子条纹对Rashba分裂表面态散射的自旋选择反射共振。自旋过滤性能的线性缺陷内的扰动表面的Rashba哈密顿的基础上的一个函数形式主义进行了分析。连续Rashba模型完全符合微观理论,揭示了散射共振背后的本质物理。自旋相关的反射提出了一种新的机制来操纵纳米尺度上的自旋。
2017-12-27 cond-mat.mes-hall
Spin interference effects in Rashba quantum rings
环中的量子干涉效应为在介观尺度上控制自旋提供了合适的手段。在这一章中,我们提出了理论基础的自旋诱导调制的非极化电流的量子环受到Rashba自旋轨道相互作用。我们讨论明确的电导调制和几何相位之间的连接所获得的自旋在运输过程中,以及直接控制它们的途径。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall
Spin filtering in a Rashba-Dresselhaus-Aharonov-Bohm double-dot interferometer
我们研究了自旋1/2电子通过由两个细长量子点或量子纳米线制成的干涉仪的自旋相关输运,这些量子点或纳米线受到Aharonov-Bohm通量和(Rashba和Dresselhaus)自旋轨道相互作用的影响。类似于在我们之前的论文[Phys. Rev. B { \bf 84},035323(2011); Phys. Rev. B { \bf 87},205438(2013)]中提出的金刚石干涉仪,我们表明,由于自旋干涉效应,双点干涉仪可以用作完美的自旋滤波器。通过适当地调整确定Aharonov-Casher和Aharonov-Bohm相位的外部电场和磁场,以及各种跳跃幅度和位置能量之间的某些关系,干涉仪阻挡具有特定自旋极化的电子,而与它们的能量无关。被阻挡的极化和出射电子的极化仅由外部电场和磁场控制,而不依赖于电子的能量。此外,自旋过滤条件变得更简单的线性响应制度,其中电子具有固定的能量。与金刚石干涉仪不同,双点干涉仪中的自旋滤波不需要干涉仪的两个分支的跳跃幅度和位置能量之间的高度对称性,因此从实验的角度来看可能更有吸引力。
2013-06-30 cond-mat.mes-hall
Microscopic Analysis of Lattice Distortion Effects in Rashba Systems
基于紧束缚模型研究三维Rashba系统中动态晶格畸变的影响,发现其有效哈密顿量包含Rashba调制项,可诱导Rashba流、四极流、垂直流和螺旋度流等多种自旋流。
2023-10-20 cond-mat.mes-hall
Ballistic spin-polarized transport and Rashba spin precession in semiconductor nanowires
我们提出了数值计算的弹道自旋输运性质的准一维线中存在的自旋轨道(Rashba)相互作用。一个紧束缚模拟的Rashba哈密顿模型的Rashba效应。通过改变Rashba耦合的鲁棒性和线的宽度,识别弱耦合和强耦合制度。完美的电子自旋调制被发现前政权,无论入射费米能量和模式数。然而,在后者中,自旋电导具有很强的能量依赖性,由于一个非平凡的子带混合诱导的强Rashba耦合。这将意味着在较高温度和源极-漏极电压下对自旋调制的强烈抑制。结果可能是相关的准一维自旋晶体管器件的实现。
2001-05-03 cond-mat.mes-hall
Perpendicular magnetic anisotropy of two-dimensional Rashba ferromagnets
我们在二维Rashba模型内计算磁晶各向异性能。对于铁磁自由电子Rashba模型,磁各向异性是完全为零,无论Rashba耦合的强度如何,除非只有最低的带被占用。对于后一种情况,该模型预测面内各向异性。对于具有有限带宽的更现实的Rashba模型,随着带逐渐被填充,磁各向异性从平面内演变到垂直,再回到平面内。这种演变同意与第一性原理计算的界面各向异性,这表明Rashba模型捕获能量导致各向异性起源于接口提供的模型考虑到有限的布里渊区。结果表明,电子密度调制掺杂或外电压是更重要的压控磁各向异性比Rashba参数的调制。
2016-11-03 cond-mat.mes-hall
Evidence for spin swapping from modulation of transverse resistance in magnetic heterostructures with Rashba interface
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Universidad del Pais Vasco UPV/EHU(巴斯克地区大学);Center for Emergent Matter Science, RIKEN(理化学研究所新兴物质科学中心)
研究具有特定 Rashba 界面的磁性异质结构在面外磁场下横向响应,通过检测 Cu/Bi2O3 和 Ag/Bi2O3 界面横向电阻的相反贡献,推测出转换自旋电流的自旋交换现象及相关自旋流特性。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall
Universal Rashba Spin Precession of Two-Dimensional Electrons and Holes
研究了半导体量子阱中电子和空穴的Rashba自旋分裂引起的自旋进动。基于一个简单的分析表达式,我们推导出的铁磁/半导体/铁磁混合结构的实验情况下的电流调制的广泛的类,我们得出结论,Datta-Das自旋晶体管(i)是可行的空穴和(ii)其功能不受影响的集成注入角。电流调制示出了普遍的振荡周期,不管电子和空穴的Rashba哈密顿量的不同形式。解析公式近似非常精确的数值计算的一个更详细的Kohn-Luttinger模型。
2004-03-30 cond-mat.mes-hall
Topological zero-line mode of bilayer graphene with Rashba spin-orbital coupling and staggered sublattice potentials
研究了具有Rashba自旋-轨道耦合和交错亚晶格势的双层石墨烯中,在不同栅压下两畴界面处的畴壁。识别了不同类型的零线模,包括具有纯自旋滤波效应的零线模。提出了三个不同畴结处的Y形电流分配。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall
Gate-control of spin-motive force and spin-torque in Rashba SOC systems
已经预测引入强Rashba自旋轨道耦合(SOC)以增强自旋动力(SMF)[参见Phys. Rev. Lett. { \bf 108},217202(2012)]。在这项工作中,我们预测的SMF的进一步增强的时间调制的Rashba耦合$α_R$,诱导一个额外的电场$E^R_d={\dot α_R} m_e/e\hbar({\hat z}\times {\mathbf m})$。当调制频率高于磁化旋进频率时,该磁场的幅值明显大于先前预测的结果。相应地,磁化上的自旋扭矩也有效地增强。另外,通过调节${\dot α_R}$,系统中SOC诱导的自旋力矩的性质可以从阻尼转变为类反阻尼。我们还提出了一种偏置方案来实现SMF的整流,{ \it,即},通过在谐振频率下施加方波电压。最后,我们数值估计所产生的自旋力矩场所产生的高斯脉冲时间调制的$α_R$。
2015-12-06 cond-mat.mes-hall
Large modulation of the Shubnikov-de Haas oscillations by the Rashba interaction at the LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ interface
我们利用Shubnikov-de Haas振荡方法研究了高迁移率LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面的二维费米面.我们的振荡模式的分析强调了所发挥的关键作用所带来的Rashba自旋-轨道相互作用的反转对称性的破坏,以及占主导地位的贡献的重$d_{xz}$ / $d_{yz}$轨道上的电输运。此外,我们带进光的复杂演化的振荡与载流子密度,这是调谐的场效应。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance modulation in spin field-efect transistors under finite bias voltages
研究了自旋场效应晶体管在有限偏压下的电导调制。结果表明,当在自旋场效应晶体管的两端之间施加有限的偏置电压时,在器件的半导体沟道中注入的自旋极化电子的自旋进动状态将不仅取决于栅电压控制的Rashba自旋轨道耦合,而且还取决于偏置电压,因此,由于Rashba自旋-轨道耦合而引起的器件中的电导调制也可能敏感地取决于偏置电压。
2004-03-08 cond-mat.mes-hall
Spin-filtering and charge- and spin-switching effects in a quantum wire with periodically attached stubs
利用非平衡格林函数方法结合Landauer-Buttiker方法研究了Rashba自旋轨道相互作用(SOI)下周期性截断量子线中自旋相关的电子输运.在所考虑的系统中,自旋过滤,电荷和自旋开关共存。通过分析短截量子线中的总电荷密度和自旋极化密度分布,揭示了这些输运性质的机理。此外,由于电荷密度岛与Rashba SOI诱导的有效磁场之间的相互作用,在短柱内部还发现了具有高极化的周期性自旋密度岛。所提出的纳米结构可用于设计全电多功能自旋电子器件。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall
Filtering spin with tunnel-coupled electron wave guides
我们展示了如何动量分辨平行电子波导之间的隧穿可以用来观察和利用提升自旋简并由于Rashba自旋轨道耦合。提出了一种实现自旋过滤而不使用铁磁体或塞曼效应的装置。
2002-01-28 cond-mat.mes-hall
Electron Double Refraction in Hybrid Systems with Rashba Spin-Orbit Coupling
本文研究了自旋确定的电子在一侧为Rashba自旋轨道耦合的杂化系统界面上的散射。在垂直入射之外,出现双折射现象,对于全反射具有一个或两个极限角。我们表明,这种双折射引起的自旋依赖电导的量子点接触分离的铁磁体和二维电子气。双折射允许使用单个界面进行自旋过滤。
2002-11-19 cond-mat.mes-hall
Rashba effect modulation in two-dimensional A2B2Te6 (A = Sb, Bi; B = Si, Ge) materials via charge transfer
该研究基于第一性原理设计多种 A2B2Te6 Janus Rashba 体系,揭示电荷转移、内禀电场与 αR 的关系,并提出单吸附原子调控策略。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of energy and angular momentum radiation of two-dimensional altermagnets
College of Physics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics(南京航空航天大学物理学院)
本文基于有效低能哈密顿量和Kubo公式,研究了Rashba自旋轨道耦合与外部磁场下交替磁性材料的能量与角动量辐射特性,发现调节相关参数可有效定制其在自旋电子学等领域的辐射属性。
2025-07-11 cond-mat.mes-hall
Effects of Rashba spin-orbit coupling and a magnetic field on a polygonal quantum ring
利用标准量子网络方法,研究了Rashba自旋轨道耦合(RSOC)和外加磁场对多边形量子环自旋输运性质的影响。利用Landauer-Buttiker公式,我们发现透射电子的极化方向和相位可以由磁场和RSOC共同控制。讨论了一种在任意边数的多边形中产生自旋极化电导的器件。该器件将允许精确控制自旋,并简单地通过交换源极和漏极来选择性地提供自旋过滤,以用于上自旋或下自旋。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall
Gate-Control of Anisotropic Spin Transport and Spin Helix Dynamics in a Modulation-Doped GaAs Quantum Well
电子自旋输运和动力学研究在一个单一的,高迁移率,调制掺杂,GaAs量子阱使用超快双色克尔旋转显微光谱,自旋扩散和运输的定性动力学理论模拟的支持。自旋的演化受Dresselhaus体和Rashba结构反转不对称性支配,其表现为可以直接从实验相干自旋进动中提取的有效磁场。自旋旋进长度L-SOI被定义为在有效磁场中的一个完整旋进。观察到(a)面外电场的应用通过自旋-轨道耦合的Rashba分量改变自旋衰减时间和L-SOI,(b)面内磁场允许提取Dresselhaus和Rashba参数,以及(c)面内电场显著地修改L-SOI和扩散系数。虽然模拟再现了实验的主要特征,但后者的结果超过了相应的模拟,并扩展了先前对漂移电流依赖的自旋轨道相互作用的研究。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Filtering and analyzing mobile qubit information via Rashba-Dresselhaus-Aharonov-Bohm interferometers
自旋为1/2的电子被散射通过一个或两个由一维线连接的量子点组成的钻石状环,并受到Aharonov-Bohm通量和(Rashba和Dresselhaus)自旋轨道相互作用的影响。由于每个菱形的两个分支之间具有一定的对称性,并且通过对电场和磁场(或菱形形状)进行适当的调谐,该装置完全阻挡具有一个极化的电子,并且仅允许具有相反极化的电子被传输。这些极化的方向可由这些场调节,并且不依赖于散射电子的能量。对于每个范围的场,可以调整设备的位置和键能,使得完全极化的电子的传输接近于1。因此,这些设备作为理想的自旋过滤器,这些电子可以被视为移动量子比特;设备在输出电子的旋量上写入明确的量子信息。该设备还可以读取写入入射极化电子上的信息:通过该设备的电荷传输包含有关此极化的全部信息。双金刚石器件也可以作为Datta-Das自旋场效应晶体管的实现。
2011-03-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Metal-insulator transition in a quantum wire driven by a modulated Rashba spin-orbit coupling
我们研究了束缚在量子线中的电子在光滑调制的Rashba自旋轨道耦合作用下的基态性质。当调制的周期变得与带填充相称时,Rashba耦合驱动量子相变到量子绝缘状态。利用玻色化和微扰重整化群方法,我们发现这种状态对电子-电子相互作用是鲁棒的。电荷和自旋激发的间隙与具有共同的相互作用依赖指数的Rashba调制的幅度成比例。估计的预期大小的电荷间隙,使用数据的栅InAs异质结构,表明该效果可以投入实际使用,在未来的自旋晶体管设计。
2009-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intrinsic and extrinsic tunability of Rashba spin-orbit coupled emergent inductors
提出的螺旋磁体的涌现感应[Jpn. J. Appl. Phys. 58,120909(2019)]和最近证明的[Nature 586,232(2020)]被证明通过全面处理Rashba自旋轨道耦合和电子自旋弛豫来进一步扩展,这些耦合和弛豫影响自旋转移力矩和自旋动力的基本过程。在绝热近似下,我们发现,输出电压的广泛改变,通过Rashba效应的内在,而通过非绝热修正由于自旋弛豫和样品无序的extraperitance。研究结果分别阐明了通过电选通和仔细的样品制备可调谐的涌现电感的幅度调制和符号变化的起源。
2021-03-04 cond-mat.mes-hall
Modulated Rashba interaction in a quantum wire: Spin and charge dynamics
最近表明,当调制的波数与量子线中电子的费米波长相称时,量子线中空间调制的Rashba自旋轨道耦合驱动从金属态到绝缘态的转变。有人建议,这种效应可能会在未来的自旋晶体管设计中投入实际使用。在本文中,我们重新审视这个问题,并提出了一个详细的分析基础物理。首先,我们探讨了如何建立的电荷密度波的相关性在量子线由于周期性的栅极配置,产生的Rashba调制的影响过渡到绝缘状态。电荷密度调制和自旋-轨道耦合调制之间的相互作用非常微妙:根据两种调制之间的相对相位,Rashba相互作用和电荷密度波相关性的联合作用可能会增强或减弱Rashba电流阻断效应。其次,我们询问的Dresselhaus自旋轨道耦合,是一般存在于嵌入在半导体异质结构的量子线的作用。虽然Dresselhaus耦合被发现对绝缘状态的电流封锁的工作,在大多数材料中的效果是小的。使用有效场论的方法,我们还进行了电子-电子相互作用的影响分析,并显示如何在绝缘状态下的单粒子间隙可以提取更容易访问的集体电荷和自旋激发阈值。单粒子间隙的小与Rashba和化学势调制之间的反相位关系一起构成了在InAs基器件中实现Rashba控制的电流开关的严重困难。一些替代设计进行了讨论。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evaluation of the Bychkov- Rashba Field from the Spin Resonance of Electrons in a Si Quantum Well
从调制掺杂的SiGe/Si/SiGe量子阱结构中的二维(2D)传导电子的自旋共振,我们发现线加宽(退相时间)和g因子的2D各向异性。我们表明,这些可以解释一致的Bychkov-Rashba(BR)的字段,在这里是占主导地位的电子运动和自旋之间的耦合。我们得到的BR参数α = 1.1 e-12 eV cm -三个数量级相比,III-V阱小。外推低电子浓度,我们得到的硅导带的g因子为2.00073+/-0.00010。
2001-10-17 cond-mat.mes-hall
Ballistic spin field-effect transistors: Multichannel effects
我们研究了弹道自旋场效应晶体管(SFET)的多沟道效应问题。的SFET的电导调制作为Rashba自旋轨道耦合强度的函数进行了数值研究的通道数从几个到接近100。即使在理想的自旋注入器和收集器,电导调制比,定义为最大和最小电导之间的比率,迅速衰减,并与通道数的增加接近1。事实证明,当Rashba自旋轨道耦合较大时,衰变速度明显加快。电子相干性的影响也被检查在多通道制度,它被发现,在多通道制度的相干Fabry-Perot-like干涉引起的嵌套峰结构。对于一个非理想的自旋注入器/集电极结构,这是由一个传统的金属铁磁薄绝缘体2DEG异质结构,Rashba耦合诱导的电导调制强烈的影响所产生的电子约束效应的绝缘体的大共振峰。最后,散射效应进行了简要说明,它被发现,在弱扩散制度,共振峰的位置波动,使电导调制信号样品依赖。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall
Spin filtering effect generated by the inter-subband spin-orbit coupling in the bilayer nanowire with the quantum point contact
从理论上研究了量子点接触双层纳米线中的自旋过滤效应。我们证明了基于横向子带间自旋轨道耦合的自旋过滤的新机制,这对于双层纳米线来说已经被报道是强的。自旋过滤效应被解释为Landau-Zener子带间跃迁的联合效应所造成的杂交状态与相反的自旋(由于横向Rashba SO相互作用)和量子点接触区中的载流子的限制。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall
Local spin polarisation of electrons in Rashba semiconductor nanowires: effects of the bound state
从理论上研究了两种典型半导体纳米线中电子在Rashba自旋轨道相互作用(SOI)调制下的局域自旋极化(LSP)。通过自旋分辨晶格格林函数方法,考虑了SOI和结构诱导的束缚态对LSP的影响。研究发现,由于束缚态与Rashba有效磁场之间的相互作用,纳米线内部形成了具有不同极化符号的高自旋密度岛.进一步的研究表明,由结构诱导的束缚态形成的自旋密度岛对无序具有很强的鲁棒性。这些发现可能为在半导体中产生局部磁矩和存储信息提供一种有效的方法。
2012-03-25 cond-mat.mes-hall
Analysis of electric-field-induced spin splitting in wide modulation-doped quantum wells
我们在包络函数近似的框架下分析了电场诱导自旋分裂的正确包含。我们认为,Rashba效应应包括在一个多频带的方法,而不是常用的Rashba长期依赖于k和电场的对角项的宏观势的形式。指出子带中电场的期望值有时并不唯一,因为对于自旋分裂的子带分量,期望值甚至可以具有相反的符号。讨论了具有Dresselhaus项的对称量子阱以及界面对自旋分裂的影响。我们采用了一个行之有效的多频带的方法,以广泛的调制掺杂的InGaSb量子阱与强内置电场的界面区域。我们展示了一个有效的机制,用于开关的Rashba分裂的电场是一个数量级小于本地内置的字段,确定的Rashba分裂。我们的研究结果的影响,自旋电子器件,特别是Datta-Das自旋晶体管和建议的修改,进行了讨论。
2008-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoinduced spin-Hall resonance in a k^3-Rashba spin-orbit coupled two dimensional hole system
研究了具有$k^3$ -Rashba自旋轨道耦合(RSOC)的二维重空穴系统在线偏振光照射下的能带结构调制和自旋霍尔效应。我们发现,能带结构在光的照射下变得各向异性。最值得注意的是,一对额外的自旋简并点(除了$Γ$点)出现在能量色散中,其位置仅由入射光的振幅强度确定。如果这种简并发生在费米能级附近,自旋霍尔电导率(SHC)表现出共振。远离简并点,光旋转平均自旋偏振。讨论了$k^3$ -Dresselhaus自旋轨道耦合的可能效应。
2021-08-18 cond-mat.mes-hall
Spin interference effects in ring conductors subject to Rashba coupling
环中的量子干涉效应为在介观尺度上控制自旋提供了合适的手段。在这里,我们应用这样的控制机制,以相干自旋相关的输运在一维和二维环Rashba自旋轨道耦合。我们首先研究了自旋诱导调制的非极化电流的Rashba耦合强度的函数。结果表明,全电自旋电子器件的可能性。此外,我们发现以前没有注意到的电导贝里阶段的签名。第二,我们表明,初始极化,传输自旋的极化方向可以通过一个额外的小磁控制通量调谐。特别地,这使得能够在半个通量量子处精确地反转偏振方向。我们提出了完整的数值计算现实的二维弹道微结构,并解释我们的研究结果在一个简单的分析模型的一维环。
2004-02-11 cond-mat.mes-hall
Spin transport of electrons through quantum wires with spatially-modulated strength of the Rashba spin-orbit interaction
我们研究了自旋极化电子通过Rashba自旋轨道相互作用(SOI)强度空间调制的量子线的弹道输运。考虑到SOI引起的两个最低子带之间的子带混合。简化的近似表达式的传输得到的电子能量接近底部的第一个子带和附近的值,其中两个最低的子带发生的反交叉。在SOI强度周期性变化的结构中,当只占据一个子带时,发现{ \it方波}对自旋传输的调制,并讨论了它在自旋晶体管中的可能应用。当两个子带被占用时,SOI界面的存在以及子带混合强烈影响传输。
2004-01-19 cond-mat.mes-hall
Spin filtering by a periodic nanospintronic devices
对于一个线性链的类金刚石元素,我们表明,Rashba自旋轨道相互作用(它可以通过一个垂直的栅极电压调谐)和Aharonov玻姆通量(由于一个垂直的磁场)可以结合起来,选择只有一个传播弹道模式,电子自旋完全极化沿一个方向,可以通过调整的电场和磁场和电子能量。所有其他模式都是短暂的。对于广泛的参数范围,该链可以用作自旋过滤器。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall
Spin filtering in nanowire directional coupler
利用转移矩阵方法对纳米线定向电子耦合器的自旋输运特性进行了理论计算。在混合区域中的门场的应用允许经由Rashba自旋-轨道相互作用控制通过耦合器的不同引线的自旋电流。自旋轨道相互作用和施加在耦合器的不同腿上的栅极电压的组合引起自旋极化的可控调制。结构因素和场强调谐导致了丰富的现象学,可以利用自旋电子器件。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall
Spin force and the generation of sustained spin current in time-dependent Rashba and Dresselhauss systems
在2DEG结构中的自旋电流和自旋极化的产生进行了研究,在存在的Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合(SOC),后者的强度被调制的交流栅极电压的时间。利用非阿贝尔规范场方法,建立了SOC系统中Lorentz自旋力与自旋流之间的关系,证明了自旋力的纵向分量诱导出横向自旋流.对于一个恒定的(时不变)Rashba系统,我们恢复的通用自旋霍尔电导率的$\frac e{8π}$,以前通过Berry相位和半经典方法。在与时间相关的SOC系统的情况下,即使在强杂质散射下,自旋电流也是持续的。我们评估了在没有任何直流电场的情况下由时间调制的Rashba SOC产生的交流自旋电流。当调制频率与电子的拉莫尔频率相匹配时,自旋电流的幅度达到最大值。
2013-05-18 cond-mat.mes-hall
Determining the Rashba parameter from the bilinear magnetoresistance response in a two-dimensional electron gas
二维(2D)Rashba系统在过去的十年中得到了深入的研究,由于其非常规的物理,可调谐能力,以及与传统重金属相比,自旋-电荷相互转换的潜力。随着新一代基于自旋的逻辑和存储器件的出现,对具有更强大和更大转换效率的Rashba系统的搜索正在扩大。传统上,要求苛刻的技术,如角度和自旋分辨光电子能谱,需要确定Rashba参数$α_{R}$,这些系统的特点。在这里,我们介绍了一个简单的方法,允许定量提取的$α_{R}$,通过分析的角度依赖性磁输运实验的双线性响应。这种方法是基于旋转面内磁场下的Rashba分裂带的调制。我们表明,我们的方法是能够正确地产生的值$α_{R}$的二维电子气在LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$界面的费米能的范围很宽。通过施加栅极电压,我们观察到一个最大值$α_{R}$的区域中的能带结构的带间效应最大化的Rashba效应,与理论预测一致。
2020-07-07 cond-mat.mes-hall
Spin transition rates in nanowire superlattices: Rashba spin-orbit coupling effects
研究了纵向周期势调制下抛物纳米线中Rashba自旋轨道耦合的影响。调制电位可以从实际生长的超晶格(SL)中获得。我们的研究表明,Rashba自旋轨道相互作用诱导的抛物线纳米线SL的能级交叉点。我们估计单重态-三重态之间的反交叉宽度很大(大约117 $μeV$)。我们研究了声子和电磁场介导的抛物型纳米线超晶格的自旋跃迁速率。我们报道声子介导的自旋跃迁速率比电磁场介导的自旋跃迁速率大几个数量级。基于费曼解纠缠技术,我们得到了自旋跃迁的精确几率。对于波矢为$k=0$的情形,我们报道了跃迁几率可以在固定的时间间隔内以共振的形式进行调谐。对于一般情况($k\neq 0$),我们求解Riccati方程,发现任意的$k$值都导致了跃迁几率的衰减.当($k\neq 0$)的Rashba自旋轨道耦合系数较大时,自旋跃迁几率冻结.
2013-06-13 cond-mat.mes-hall
Perfect spin filtering device through a Mach Zehnder interferometer in GaAs/AlGaAs electron gas
在具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合以及外加外部磁场的介质中,在二维空间中精确地解决了通过量子自旋干涉进行自旋过滤的问题。这个问题是从完全非阿贝尔规范制定解决。我们提出了一种实验上可行的电子马赫-曾德尔干涉仪,并解决了完美的自旋过滤条件。我们发现两个广泛的解决方案,一个过滤是实现在原来的传入的基础上,这是纯粹的非阿贝尔解决方案,和其他需要一个倾斜的轴来观察极化输出旋量。后者的解决方案是很好的近似阿贝尔近似。这两种解都适用于任意入射极化,并且仅受入射旋量态的随机性限制。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Mach-Zehnder Interferometric device for spin filtering in a GaAs/AlGaAs electron gas
在同时具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的GaAs/AlGaAs电子气中,提出了一种利用量子自旋干涉的自旋滤波器件。该装置通过分离自旋向上和自旋向下分量而没有磁场梯度来实现极化电子流。我们发现两个广泛的自旋过滤制度,其中一个干涉仪具有对称的武器,需要一个小的磁通量来实现自旋分离,和其他的非对称武器的路径长度的变化呈现一个额外的相位模拟的磁场的影响。我们确定的设备,其中最佳的电子极化的值范围内发现在2D电子气实现的操作点。这两种设备设置适用于任意入射电子极化,并在入射电子带内的宽能量范围内工作。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall
Edge Dynamics in a Quantum Spin Hall State: Effects from Rashba Spin-Orbit Interaction
我们分析了空间非均匀Rashba自旋轨道(SO)相互作用下量子自旋霍尔态的螺旋边模的动力学。一个随机波动的Rashba SO耦合被发现打开一个散射通道,导致弱屏蔽电子-电子(e-e)相互作用的边缘模式的本地化。周期性调制的SO耦合,与费米动量相称的波数,使边缘绝缘已经在中等强度的电子-电子相互作用。我们讨论的边缘态输运在碲化汞量子阱的实验的影响。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-flip transitions and departure from the Rashba model in the Au(111) surface
我们详细分析了Rashba原型金(111)贵金属表面在周期性含时电场作用下的自旋反转激发。我们的计算纳入了完整的旋量结构的自旋极化的表面状态,并采用Wannier为基础的计划的自旋翻转矩阵元素。我们发现与表面态相关的自旋翻转激发具有重要的角调制,这在标准Rashba模型\cite{rashba}中是完全不存在的。此外,我们证明了自旋反转吸收率的最大值是模型预测的两倍左右。这些结果表明,虽然Rashba模型准确地描述了光谱和自旋极化,它不能完全考虑表面态的动力学性质。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Interference and Rashba Spin-Orbit Coupling in a Chain of Planar Quantum Rings: Effects on Magnetic and Transport Properties
该研究探究了平面量子环链二维电子气在Rashba自旋轨道耦合与磁场下的磁输运性质,揭示了微带塌缩、磁化转变等现象,为自旋电子学等领域的二维材料研发提供参考。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall
Electron spin rotations induced by oscillating Rashba interaction in a quantum wire
介绍了一种新的方法和纳米器件,它允许旋转被限制在栅控静电InSb纳米线量子点中的单电子自旋。所提出的方法不需要施加任何(振荡或静态)外部磁场。我们的建议,而不是采用空间和时间调制的限制电位诱导的电子门,这反过来又导致振荡Rashba型自旋轨道耦合。在这样的可变Rashba场中来回移动电子允许在不使用外部磁场的情况下分别实现围绕两个不同轴的自旋旋转。结果支持现实的三维时间相关的泊松-薛定谔计算系统和材料参数对应的实验访问的结构。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electric field inversion asymmetry: Rashba and Stark effects for holes in resonant tunneling devices
我们报告激子自旋分裂的实验证据,除了传统的塞曼效应,产生的Rashba自旋轨道相互作用,斯塔克位移和电荷屏蔽的组合。研究了p型GaAs/AlAs双势垒共振隧穿二极管(RTD)在外加偏压和磁场作用下充放电过程中的电场诱导自旋分裂调制.在光致发光的突变,与所施加的偏压,提供的信息的电荷积累效应的设备。
2006-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Filtering with Poly-T Wrapped Single Wall Carbon Nanotubes
自旋滤波是自旋电子学中的一个基本操作,它允许产生和检测自旋极化载流子。在大多数情况下,过渡金属铁磁体被用作自旋过滤器,尽管它们的自旋过滤效率仅为约50%,从而限制了自旋电子器件的效率。最近,手性系统如DNA已被证明表现出有效的自旋过滤,这种现象通常被称为“手性诱导的自旋选择性”(CISS)。在这项工作中,我们考虑单壁碳纳米管螺旋缠绕单链聚T DNA。通过磁电阻测量,我们表明,该系统具有显着的自旋极化~ 80%,这可能是由于Rashba自旋轨道相互作用引起的反转不对称螺旋势的DNA。观察到的自旋极化大于之前报道的d(GT)15股。这样的系统允许通过化学手段定制自旋极化,并且还允许在没有任何磁性元件的情况下极其局部地产生和检测自旋极化,并且可以导致自旋电子器件和电路的极端小型化和紧凑集成。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Rashba effect in 2D mesoscopic systems with transverse magnetic field
我们给出了存在Rashba自旋轨道耦合的量子线中强磁场效应的半经典和量子力学结果。分析和数值计算结果表明,如何在存在的横向磁场的弹道制度的扰动行为,我们假设一个强大的减少后向散射相互作用,这可能会有一些后果的Tomonaga-Luttinger运输。我们分析了自旋织构由于自旋轨道耦合和磁场的作用,往往是指半经典的解决方案,放大奇异自旋极化:结果得到的自由电子在二维电子气和电子在量子线。我们提出的系统作为可能的设备在各种制度的自旋过滤。
2003-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spintronics in MoS_2 monolayer quantum wires
本文对MoS_2单层扶手椅型量子线和量子点中的自旋效应进行了解析和数值研究。由电场引起的内禀和Rashba自旋轨道相互作用之间的相互作用导致螺旋模式,从而在时间反演不变系统中引起自旋过滤。Rashba自旋轨道相互作用也可以通过空间变化的磁场产生。在这种情况下,系统可以处于具有几乎完美的自旋极化的螺旋状态。如果这样的量子线被带到接近s波超导体,系统可以被调谐到拓扑相,导致在线端的中隙马约拉纳费米子。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall
Spin filtering in a magnetic barrier structure: in-plane spin orientation
本文用转移矩阵方法研究了二维电子气系统中自旋通过各种几何形状磁垒的弹道输运。虽然以前的大多数研究都集中在垂直于二维电子气平面的磁势垒的影响,我们集中在磁势垒平行于平面的情况下。我们表明,共振振荡发生在传输概率没有静电势调制,这是一个重要的组成部分,在普通的平面外磁势垒的情况下。面内磁势垒结构的透射概率根据势垒的数量以及根据施加在磁势垒区域中的静电势调制而急剧变化。使用一个混合模型组成的超导体,铁磁体,和一个二维的电子气平面,我们表明,它可以作为一个很好的面内取向的自旋选择器,它可以完全通过电调制操作,没有任何磁控制。
2014-03-01 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction effects on the magnetoplasmon spectrum of modulated two-dimensional electron gas
本文研究了在Rashba自旋轨道相互作用(RSOI)、一维弱电调制和垂直磁场作用下二维电子气的磁等离激元谱。朗道带内磁等离子体激元谱的自洽场方法在有限温度下的自旋轨道相互作用的存在下确定。由于Rashba效应,有限动量电子的自旋在反转平面中感受到垂直于电子动量的磁场。研究发现,调制二维电子气(M2 DEG)系统的磁等离子体激元谱由于Rashba效应而表现出Weiss振荡的拍频,这是本文的重点。如果不考虑Rashba自旋-轨道相互作用,这种效应在M2 DEG的磁等离激元谱中是不存在的。此外,我们的有限温度理论ficilitates分析温度对M2 DEG的磁等离激元谱的影响在RSOI的存在。我们发现,殴打模式是阻尼,但继续坚持在一个有限的,但低的温度。
2010-02-15 cond-mat.mes-hall
Modulation of spin dynamics in a channel of a non-ballistic spin field effect transistor
研究了栅压对Al_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As异质结自旋弛豫的影响。该研究的动机是最近提出的一种非弹道自旋场效应晶体管,该晶体管利用了器件通道中Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用之间的相互作用。该模型,它利用真实的材料参数,以计算自旋动力学作为栅极电压的函数已经开发。从所获得的结果,我们定义的自旋极化和自旋密度调制的效率。在室温下的自旋极化的估计调制是15- 20%的顺序。结果表明,该效果不足以用于器件应用。然而,它可以通过光学脉冲探针技术在实验上观察到。
2004-07-16 cond-mat.mes-hall
Optical manipulation of the Rashba effect in germanium quantum wells
利用偏振和时间分辨光致发光研究了镶嵌在p-i-n二极管中的Ge/Si $_{0.15}$ Ge $_{0.85}$多量子阱中的Rashba效应。在$^2$范围内,通过增加泵浦功率,除了量子限制斯塔克效应引起的较大红移外,还使直接跃迁的圆偏振度提高了3倍。这种显着的变化反映了一个有效的调制的自旋人口,并进一步支持了专门调查的间接间隙过渡。这项研究展示了一种可行的策略,通过非接触式光激发工程自旋轨道哈密顿量,并开辟了基于IV族异质结构的量子器件中自旋的电光操纵的方式。
2022-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport properties of a magnetically modulated two-dimensional electron gas with the spin-orbit interaction
本文研究了在恒定垂直磁场$(B_0 \hat z)$存在下,具有Rashba自旋-轨道相互作用的二维电子气的电输运性质,其中$B_1 \ll B_0 $和$q = 2 π/a $,$a$为调制周期,磁场由${\bf B_1} = B_1 \cos (q x) \hat z$弱调制.得到了自旋向上和自旋向下电子的扩散电导率的解析表达式。自旋向上和自旋向下的电子的电导率以不同的频率振荡,并在Weiss和Shubnikov-de Haas振荡的振幅中产生拍频图案。我们表明,Rashba强度可以通过分析Weiss振荡中的拍频模式来确定。我们发现一个简单的方程,确定Rashba自旋轨道相互作用的强度,如果任何两个连续的节点之间的外斯振荡的数量是已知的实验。我们比较我们的结果与电调制的2DEG与Rashba相互作用。为了完整起见,我们还研究了碰撞电导率和霍尔电导率中的拍频斑图形成。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall
Non-Abelian spin-orbit gauge: Persistent spin helix and quantum square ring
我们重新表达Rashba和Dresselhaus相互作用作为非阿贝尔自旋轨道规范,并提供了一个新的视角,在理解持久的自旋螺旋[物理。97,236601(2006)]。在等强度Rashba-Dresselhaus [001]线性模型、Dresselhaus [110]线性模型和一维系统中,自旋-轨道相互作用系统可以转化为自由电子气体。利用有限差分方法,得到了非均匀自旋轨道相互作用和任意方向跳跃的一般紧束缚哈密顿量。作为一个应用的基础上,该哈密顿量,量子方环接触两个理想的铅被发现表现出四个状态,绝缘,自旋过滤,自旋翻转,和自旋保持状态。
2007-09-03 cond-mat.mes-hall