2D SNS junction with Rashba spin-orbit interaction
研究了洁净极限下Rashba自旋轨道相互作用对S-2DEG-S邻近结中超电流的影响。本文将Andreev能级的Beenakker公式推广到自旋轨道散射的情形。自旋轨道诱导的Andreev束缚态的分裂的无限宽的结的预测，并与非零的正常背散射在S/N界面。然而，只要忽略2DEG中的电子-电子相互作用，约瑟夫森电流的半经典平均值对Rashba耦合不敏感。
2005-10-21 cond-mat.mes-hall
Finite-temperature conductance of weakly interacting quantum wires with Rashba spin-orbit coupling
我们计算了在磁场和Rashba自旋轨道耦合作用下，干净的、弱相互作用的一维量子线的有限温度电导。对于塞曼能隙中心附近的化学势（$μ= 0$），两粒子散射导致有限温度下量子化电导的主要偏离。另一方面，对于$|μ| > 0$，三粒子散射过程变得更加相关。这些偏差是强非线性单粒子光谱的结果，因此无法使用Luttinger液体理论。我们讨论了这些预测的可观测性在当前的实验中的InSb纳米线和“螺旋液体”，在低温下自发订购的核自旋产生一个有效的Rashba耦合。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall
Theory of electric-field-induced spin accumulation and spin current in the two-dimensional Rashba model
基于自旋密度矩阵方法，系统地研究了二维Rashba模型中电场诱导的自旋积累和自旋电流。自旋激发的本征模在频域中引起共振。利用一般的和物理上有充分根据的定义的自旋电流，我们得到的结果显着不同，从以前的研究结果。结果表明，自旋积累与自旋流之间存在密切的关系，这是由于准化学势的规定，而不是由于守恒定律。物理的模糊性被删除，困扰前的方法相对于一个自旋霍尔电流是独立的电场。对于干净的Rashba模型，本征自旋霍尔电导率表现出对数发散在低频制度。
2005-12-22 cond-mat.mes-hall
Chiral Bloch states in single layer graphene with Rashba spin-orbit coupling: Spectrum and spin current density
研究了单层石墨烯中二维无质量Dirac电子在一维周期Kronig-Penney势和Rashba自旋轨道耦合作用下的Bloch谱和自旋物理。克莱因悖论揭示了能带色散和石墨烯自旋电子学的新特征。（1）Bloch能量色散$\veps(p)$具有特殊的结构：在Bloch动量$\pm p \ne 0$处有{ \it两个Dirac点}，在宽的价带和导带之间出现一个窄带。(2)电荷流和自旋密度矢量消失。(3)然而，所有的自旋流密度张量的非对角元素是有限的，它们的大小与自旋轨道强度线性增加。特别地，存在极化垂直于石墨烯平面的自旋密度电流。(4)自旋密度流是空间相关的，因此它们的连续性方程包括有限的自旋力矩密度。
2021-01-22 cond-mat.mes-hall
Suspended nanowires as mechanically-controlled Rashba spin-splitters
悬浮的纳米线被示出为提供机械控制的相干混合/分裂的自旋状态的传输电子，所造成的Rashba自旋轨道相互作用。后者对机械弯曲的敏感性使得该线成为储层之间的可调纳米机电（NEM）薄弱环节。当储存器填充有不平衡的“自旋上/下”电子时，导线变成分裂自旋电流的源，其与电荷转移无关并且不依赖于温度或驱动电压。弯曲线的机械振动允许通过施加磁场和改变温度来对这些分离器进行额外的可调谐性。几微米长的干净的金属碳纳米管是产生与电荷电导（除以$e^2$）相同数量级的自旋电导的良好候选物，所述电荷电导将由电驱动电压引起。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Interface disorder as a cause for kinetic Rashba-Edelstein effect and interface Spin-Hall effect at the metal-insulator boundary
本文提出界面无序在金属-绝缘体边界引发动力学Rashba-Edelstein效应和界面自旋霍尔效应，这两种现象可在中等厚度器件中主导自旋密度与自旋流。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall
Finite-frequency response of Rasba electron gas with two-particle scattering
具有Rashba自旋轨道耦合的二维系统不是伽利略不变量，因此其中的电子-电子碰撞可能会影响电流。然而，当单独使用时，它们不能确保非零直流电阻率，因此它们的影响被杂质散射所掩盖。在这里，我们计算相关的有限频率响应，并表明，在清洁Rashba导体的电子-电子散射减少德鲁德重量，同时导致在德鲁德峰以外的响应的有限耗散分量。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall
Orbital mapping of energy bands and the truncated spin polarization in three-dimensional Rashba semiconductors
与自旋轨道耦合（SOC）和反转对称性破缺相关，Rashba自旋极化为自旋电子应用开辟了一条新的途径，而这条途径以前仅限于普通磁体。然而，实际Rashba系统中的自旋极化效应比传统的单轨道模型所建议的要复杂得多。通过第一性原理密度泛函理论和多轨道k.p模型研究三维体Rashba系统（不受表面效应的影响），我们发现主导自旋极化效应的物理起源是SOC诱导的自旋与多轨道之间的杂化，特别是那些具有非零轨道角动量的自旋.在这个框架中，我们建立了一个一般的理解轨道映射，共同的表面的拓扑绝缘体和Rashba系统。因此，各种自旋极化效应的内在机制，这涉及到所有的Rashba系统，甚至那些与全球反演对称，被理解为一种表现的轨道纹理。这一发现为考虑原子轨道含量设计高自旋极化材料提供了一条途径。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Insensitivity of spin dynamics to the orbital angular momentum transferred from twisted light to extended semiconductors
研究了半导体量子盘和量子阱中载流子在轨道角动量光激发下由于Rashba相互作用而产生的自旋动力学。我们发现，虽然扭曲的光传输轨道角动量的激发载流子和Rashba相互作用保持其总的角动量，由此产生的电子自旋动力学基本上是相同的激发与光的轨道角动量$l=+|l|$和$l=-|l|$。具有不同$|l|$值的情况之间的差异是由于具有略微不同能量的状态的激发而不是由于不同的角动量本身，并且对于具有大半径的样品消失，其中可以建立$k$空间准连续极限。这些发现不仅适用于Rashba相互作用，也适用于所有其他的自旋-轨道哈密顿函数近似，如Dresselhaus耦合。
2015-04-13 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Conductivity and Pauli Susceptibility in the Presence of Electron-Electron Interactions
我们发现了具有Rashba耦合的干净二维电子系统中频率依赖的自旋霍尔电导率和磁化率之间的普遍关系：在任意两粒子自旋守恒相互作用的存在下的$σ_{sH}(Ω)= \frac{e}{(gμ_B)^2m_b}χ_\parallel(Ω)$。我们表明，库仑相互作用重整化的自旋霍尔常数。对$σ_{sH}$的相对校正的大小与库仑相互作用参数$e^2/εv_F\hbar$成比例，并且不依赖于Rashba耦合$α$的强度。
2004-07-23 cond-mat.mes-hall
Nonreciprocal transverse currents in Rashba metal junctions under out-of-plane Zeeman fields
School of Physics, University of Hyderabad（海德拉巴大学物理学院）
研究正常金属与Rashba金属结在面外塞曼场下的电荷输运，发现有限横向电导具有非互易性，源于哈密顿量对称性破缺和倏逝模的贡献。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
Rashba coupling and spin switching through surface states of Dirac semimetals
研究了Rashba自旋轨道耦合对拓扑Dirac半金属费米弧的影响。Rashba耦合是通过破坏表面的反演对称性引起的。值得注意的是，这种耦合可以通过与衬底的相互作用来增强，并通过外部电场来控制。我们研究了解析和数值旋转的表面态的电子的动量和耦合强度的函数。此外，自旋相关的两端电导的详细分析，提出了在清洁的限制，并添加了随机分布的杂质。取决于哈密顿量中的二次项的大小，自旋翻转电导可能会成为主导，从而显示了自旋电子应用系统的潜力，因为即使在存在无序的情况下，该效果也是鲁棒的。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
RKKY interaction in a disordered two-dimensional electron gas with Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
从理论上研究了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的无序二维电子气中局域磁矩之间Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用的统计性质.平均超过无序，静态自旋磁化率张量的介观（相位相干）制度的图解评估。无序平均的磁化率导致扭曲的交换相互作用抑制指数与距离，而二阶相关性，它确定的波动（方差）的RKKY能量，衰减与相同的幂律在干净的情况下。我们得到的解析表达式的限制大/小自旋轨道相互作用和相等的Rashba和Dresselhaus耦合。除了这些限制的情况下，我们数值研究的RKKY相互作用的纯Rashba自旋轨道耦合的存在下的方差。我们的研究结果是相关的磁性杂质或核的时刻嵌入在III-V二维异质结构或接触的金属和金属合金的表面状态，可以显示一个相当大的Rashba自旋轨道耦合。
2010-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in a Kagome lattice driven by Rashba spin-orbit interaction
本文利用四端Landauer-Büttiker方法和Green函数技术，在干净极限下，数值计算了有和无外加磁通量时，有限尺寸kagome晶格中Rashba自旋轨道相互作用的自旋霍尔电导和纵向电导.在没有磁通量的情况下，我们观察到，根据费米表面拓扑结构的系统SHC改变其符号在不同的值的费米能量，随着带中心。不像无限系统（其中SHC是一个普遍的常数$\pm \frac{e}{8 π}$），这里的SHC取决于外部参数，如SO耦合强度，费米能量等，我们表明，在任何任意的磁通量的存在下，系统的周期性丢失和功能的SHC往往会得到减少，因为弹性散射。但同样在一些典型的通量值（$f =1/2，1/4，3/4...，等等）。该系统保持了依赖于其尺寸的周期性，并且自旋霍尔效应（SHE）的特征再现。我们的预测结果可能是有用的，在提供更深入的了解SHE在这样的几何形状的实验实现。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent transport through edge states in 2D semi-Dirac materials with Rashba spin-orbit coupling and band inversion
本文研究了具有Rashba自旋-轨道耦合和能带反转的二维I型半Dirac材料的体-边界对应关系，发现其拓扑边缘态具有自旋依赖性，并通过计算自旋分辨电导观察到由Rashba磁场引起的自旋进动振荡，为各向异性拓扑材料的自旋电子学控制提供了平台。
2025-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall conductivity of a spin-polarized two-dimensional electron gas with Rashba spin-orbit interaction and magnetic impurities
利用Kubo公式计算了具有Rashba型自旋轨道相互作用的自旋极化二维电子系统的自旋霍尔电导率。在非极化电子系统的情况下，自旋霍尔电导率完全由费米能级的状态决定，这是一种在磁性杂质存在时仍然存在的性质。在干净的限制，自旋霍尔电导率单调下降的塞曼分裂，由磁场产生的电子自旋的有序效应的结果。在磁性杂质的存在下，自旋相关散射决定了速度算符的完全缀饰顶点修正的静态部分的有限重整化，导致σ sH的增强，这与自旋无关无序的情况相反。研究了σ_{sH}随Rashba耦合和塞曼分裂强度的变化。
2007-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall transport of heavy holes in III-V semiconductor quantum wells
我们研究了由于结构反转不对称性而存在Rashba型自旋轨道耦合的III-V族半导体量子阱中重空穴的自旋输运。类似于电子的情况，纵向自旋电导率为零，而自旋电导率张量的非对角元素是有限的，从而产生固有的自旋霍尔效应。对于一个干净的系统，我们发现一个封闭的表达式的自旋霍尔电导率依赖于长度尺度的Rashba耦合和空穴密度。在此极限下，自旋霍尔电导率与电子系统的值相比有所增强，并且随着杂质散射强度的增加而消失。此外，我们还得到了费米动量和空穴密度在不同的色散分支的函数的自旋轨道耦合参数和总的空穴密度的显式表达式。这些结果是相关的解释可能的Shubnikov-de Haas测量检测Rashba自旋分裂。
2004-12-18 cond-mat.mes-hall
Curvature-induced spin-orbit coupling and spin relaxation in a chemically clean single-layer graphene
研究材料中与自旋相关的现象需要了解固态系统中导电载流子的有效自旋轨道耦合的精确形式。我们从理论上证明了单层石墨烯中由波纹或周期性波纹引起的曲率产生两种类型的有效自旋轨道耦合。除了先前报道的与亚晶格赝自旋耦合并对应于波纹单层石墨烯中的Rashba型自旋轨道耦合的自旋轨道耦合外，还存在一个不与赝自旋耦合的额外自旋轨道耦合，这是不能从碳纳米管曲率诱导的自旋轨道耦合的延伸中获得的。通过数值计算，我们发现在化学清洁的单层石墨烯中，两种曲率诱导的自旋-轨道耦合对自旋弛豫的贡献是相同量级的.研究了自旋弛豫对薄膜粗糙度的依赖性。
2011-11-29 cond-mat.mes-hall
Superconducting diode effect in diffusive superconductors and Josephson junctions with Rashba spin-orbit coupling
该研究利用准经典方法表征了含Rashba自旋轨道耦合的二维扩散体系的超导二极管效应，揭示了均匀超导体与约瑟夫森结中该效应的不同行为规律，为介观纳米结构的相关实验提供了理论解释。
2024-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manipulating Giant Rashba Valley Splitting and Quantum Hall States in Few-Layer Black Arsenic by Electrostatic Gating
在非中心对称的二维电子系统中，当自旋轨道耦合（SOC）与库仑相互作用、能带拓扑和外部调制力等动力学相互作用时，可能会出现激发现象。表现为巨大的Rashba谷分裂和奇异的量子霍尔态（QHS）可逆控制的静电门控。这一不寻常的发现源于BAs的褶皱正方形晶格，其中重$4p$轨道形成具有$p_{z}$对称性的高度不对称的$Γ$谷和$p_{x}$起源的$D$谷，分别位于布里渊区（BZ）中心和$X$的时间反演不变动量附近。当结构反转对称性被垂直电场破坏时，巨大的Rashba SOC被激活为$p_{x}$带，以产生与时间反转对称性相关的强自旋极化$D^{+}$和$D^{-}$谷，与受$p_{z}$对称性约束的弱$Γ$ Rashba带共存。有趣的是，强斯塔克效应显示出对$D$相同的$p_{x}$ -轨道选择性，共同移动$D^{\pm}$谷的价带最大值以超过$Γ$袋。SOC和斯塔克之间的这种协调效应使我们能够实现二维空穴气的门可调自旋谷操纵，正如QHS中非常规磁场触发的偶奇跃迁所揭示的那样。对于电子掺杂，量子化的$Γ$ Rashba频带的特征在于由特殊的密度依赖的带拓扑结构的过渡从两个抛物线谷到一个独特的内外螺旋结构时，载流子浓度增加。
2020-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torques in a Rashba honeycomb antiferromagnet
近年来，利用电流脉冲实现反铁磁畴反转的实验引起了人们对反铁磁体自旋轨道力矩的广泛关注。在这项工作中，我们采用紧束缚模型求解器，kwant，计算的自旋轨道力矩在一个蜂窝晶格上的二维反铁磁体与强自旋轨道相互作用的Rashba型。我们的模型结合了自旋-轨道相互作用，局部s-d-like交换，以及传导电子在原位无序势上的散射，提供了一个角动量弛豫的微观机制。我们考虑两个版本的模型：一个保存和一个破碎的子晶格对称性。一个非平衡交错极化，这是所谓的尼尔自旋轨道扭矩负责，示出消失相同的对称模型，但可能会成为有限的，如果亚晶格对称性被打破。类似地，反阻尼自旋轨道力矩在对称模型中消失，但在亚晶格对称性破缺的模型中变为有限和各向异性。正如预期的那样，反阻尼扭矩也揭示了相当大的依赖于杂质浓度。我们的数值分析也证实了自旋轨道力矩的对称性分类和由于电子动量的面内限制而导致的强力矩各向异性。
2019-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two particle excited states entanglement entropy in a one-dimensional ring
研究了一维环中两粒子激发态的纠缠熵的性质。对于一个干净的系统，我们分析表明，只要两个粒子的动量不接近，EE是任何单粒子状态的EE值的两倍。对于几乎相同的动量，EE低于这个值。无序的引入在数值上示出导致两个粒子的激发态的中值EE的减少，而相互作用（其对于干净的情况没有影响）减轻减少。对于与局域化长度相同大小的环，相互作用使典型的两粒子激发态的EE增加到清洁系统EE值以上。
2013-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Experimental observation of the spin-Hall effect in a two dimensional spin-orbit coupled semiconductor system
本文报道了具有Rashba自旋轨道耦合的二维空穴系统中自旋-霍尔效应的实验观察。2D孔层是具有特别设计的共面几何形状的pn结发光二极管的一部分，该共面几何形状允许在2D孔系统的相对边缘处进行角度分辨偏振检测。在平衡状态下，Rashba分裂重空穴态的角动量位于2D层的平面内。当跨空穴通道施加电场时，检测到角动量的非零面外分量，其符号取决于电场的符号，并且对于两个边缘是相反的。微观量子输运计算表明，只有一个弱的影响，表明清洁极限自旋霍尔电导描述（内禀自旋霍尔效应）可能适用于我们的系统的混乱。
2005-01-01 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects in graphene with local spin-orbit interaction
我们研究了Rashba自旋轨道相互作用下石墨烯层的输运性质。通常，自旋-轨道相互作用诱导石墨烯能带结构的自旋分裂和修改。我们计算内的散射方法的线性电和热电响应的一个干净的样品时，Rashba耦合是本地化的有限区域。我们发现，热电电导，不同于其电对应物，是相当敏感的费米能量的外部调制。因此，我们的研究结果表明，热电流测量可以作为一个有用的工具来检测非均匀的自旋轨道相互作用存在于石墨烯为基础的设备。此外，我们发现，结的热电势在很大程度上是由一个独立的自旋轨道势散射的内在项。我们讨论了通过在子带空间中求解塞贝克系数来消除固有热势的可能性。这导致电子模式的不平衡的群体，其可以用外部栅极电压或施加的温度偏置来调谐。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
Collective modes in two- and three-dimensional electron systems with Rashba spin-orbit coupling
除了电荷等离子体激元，具有Rashba型自旋轨道耦合（SOC）的2D电子系统还支持自旋扇区中的三种集体模式：手征自旋模式。我们研究了任意强SOC的广义随机相位近似中电荷和自旋模的色散及其相互耦合，以及二维和三维系统。在2D和3D中，我们发现电荷等离子体激元仅耦合到三个手征自旋模式中的一个。这种耦合示出影响的模式在有限的，但不是在零波数的色散。在3D中，手征自旋模式被粒子-空穴激发强烈阻尼，并且在弱的电子-电子相互作用下消失。朗道阻尼的手征自旋模式在3D中是直接相关的事实，即，在2D相反，有没有自旋分裂子带之间的粒子空穴激发的间隙。无隙连续体也负责3D中电荷等离子体激元的朗道阻尼-SOC系统的一个定性的新特征。我们还讨论了干净的二维和三维系统的光学电导率，并表明SOC引入频谱权重在有限的频率，这样的总和规则是满意的。面内横向手征自旋模在有限数目处表现为色散峰，可以用衍射光栅测量。我们还讨论了可能的实验表现的手性自旋模式在半导体量子阱，如InGaAs/AlGaAs和3D巨型Rashba材料的BiTeI家庭。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall Effect Measurement of Spin-Orbit Coupling Strengths in Ultraclean Bilayer Graphene/WSe2 Heterostructures
我们研究了双层石墨烯/少层WSe 2异质结器件中邻近诱导的自旋轨道耦合（SOC）。接触模式原子力显微镜（AFM）清洁产生超清洁界面和高迁移率器件。在垂直磁场中，通过测量量子霍尔效应确定了面外Ising和面内Rashba SOC的Landau能级结构.当采用双栅极独立调节电荷密度和位移场时，会出现明显的Landau能级交叉图案，这源于层选择性SOC邻近效应.通过分析朗道能级交叉点和测量的朗道能级间能隙，得到了邻近诱导的SOC能量尺度。Ising SOC为~ 2.2 meV，比石墨烯中的本征SOC高100倍，而其符号与预测SOC依赖于层间扭转角的理论一致。Rashba SOC约为15 meV。最后，我们推断了朗道能级间库仑相互作用对磁场的依赖性。这些超净双层石墨烯/WSe 2异质结构提供了一个高迁移率的系统，有可能实现新的拓扑电子状态和操纵纳米结构中的自旋。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Dynamics and Relaxation in Graphene Dictated by Electron-hole Puddles
了解清洁石墨烯中的自旋动力学和弛豫机制以及自旋器件可以操作的上时间和长度尺度是实现石墨烯自旋电子技术的先决条件。在这里，我们从理论上揭示了不同衬底上的清洁石墨烯的基本自旋弛豫机制的性质，自旋轨道Rashba场低至几十微米eV。自旋寿命范围从50皮秒到几纳秒被发现是由衬底诱导的电子-空穴特性。描述了从SiO2衬底的Dyakonov-Perel型到hBN衬底的加宽诱导的失相的自旋弛豫机制中的交叉。自旋寿命的能量依赖性，它们的比例为自旋指向面外和面内，和与无序的缩放提供了一个全球性的图片自旋动力学和弛豫在超净石墨烯中存在的电子空穴水坑。
2015-09-26 cond-mat.mes-hall
Strong Spin-Orbit Interaction and Helical Hole States in Ge/Si Nanowires
我们从理论上研究了Ge/Si核壳纳米线的低能空穴态。低能价带是准边生的，由两个不同轨道角动量的二重态形成，可以通过相对壳层厚度和外场来控制。我们发现，直接（偶极）耦合到一个温和的电场导致一个非常大的自旋轨道相互作用的Rashba型的顺序上的毫电子伏，从而产生明显的螺旋状态，使电自旋控制。该系统允许量子点和自旋量子位的能级可以从接近零到几个meV变化，这取决于相对壳层厚度。
2011-12-05 cond-mat.mes-hall
Energy levels repulsion by spin-orbit coupling in two-dimensional Rydberg excitons
研究了Rashba自旋轨道耦合对二维里德堡激子系统的影响。使用分析和数值参数，我们表明，这种耦合大大修改的波函数，并导致一个水平的排斥，导致偏离泊松统计的相邻水平的距离分布。这意味着系统向不可积性的跨越，并暗示了量子混沌出现的可能性。这种行为与经典的实现方式有很大的不同，在经典的实现方式中，自旋-轨道耦合在激子中产生高度纠缠的混沌电子轨迹。我们还计算了振子强度，并表明，随机化出现在不同的总动量的状态之间的过渡。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction induced singularity of the charge density relaxation propagator
二维电子系统的电荷密度弛豫传播子是极化函数虚部的斜率，它对具有自旋轨道动量阶数的玻色子动量表现出奇异性，并依赖于动量方向。通过Bychkov-Rashba（BR）和Dresselhaus（D）自旋轨道耦合的联合作用，我们对这种非解析行为提供了直观的理解。结果表明，在只存在一个BR或D自旋轨道场或具有相等的BR和D耦合强度的自旋轨道相互作用的情况下，弛豫传播子的规则行为被恢复。这就产生了一种通过外加电场影响载流子弛豫特性的新可能性。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Effect: From the Ballistic to the Diffusive Regime
自旋-霍尔效应近年来引起了人们的广泛关注，其核心问题是这种效应是由于内禀自旋-轨道相互作用还是由于外禀杂质的自旋非对称散射。本文的目的是阐明这个问题，使用一种新的方法的基础上的非平衡格林函数（NEGF）的形式主义，它允许我们去不断从弹道扩散的限制，我们提出了近似的解析表达式，描述我们的结果相当不错。我们的模型表明，自旋积累成正比的电流，即使在干净的弹道样品应观察到。我们进一步表现出良好的定量协议与最近的实验观察GaAs表明，这些可以理解的内在效应驱动的Rashba相互作用，虽然实验ZnSe可能有不同的起源。
2007-04-15 cond-mat.mes-hall
Modified exchange interaction between magnetic impurities in spin-orbit coupled quantum wires
在一维系统中磁性杂质之间的间接交换相互作用是一个长期讨论的问题，因为Kittel已经确定，在渐近极限下，它随着杂质之间的距离x的倒数而衰减。在这项工作中，我们研究了这个问题的量子线与Rashba自旋轨道耦合（SOC）。通过采用二阶微扰理论，我们发现，一个额外的振荡项出现在每个RKKY，Dzaloshinkii-Moryia和伊辛耦合。值得注意的是，这些额外的条款所产生的自旋进动的传导电子引起的SOC不衰减，在通常的RKKY相互作用。我们表明，这些额外的振荡产生的有限动量带分裂引起的自旋轨道耦合，修改自旋翻转散射发生在费米能量。我们的发现为研究固态系统中的长距离磁相互作用开辟了一个新的视角。
2019-03-22 cond-mat.mes-hall
Non-exponential long-range interaction of magnetic impurities in spin-orbit coupled superconductors
当磁性杂质之间的距离$r$大于超导体的相干长度时，超导体中磁性杂质的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用呈指数衰减，因为这种相互作用是由准粒子介导的，准粒子的能谱中存在能隙。与此同时，自旋单态超导凝聚体总是被假定为对磁性杂质保持中性。然而，由于自旋-轨道耦合（SOC），库珀对获得了自旋-三重态相关态的混合物，这提供了杂质自旋和s波凝聚体之间的联系。结果表明，它的静态Goldstone模式介导的$1/r^2$相互作用的自旋在二维（2D）系统。这种效果被认为是在两个模型：一个干净的2D s-波超导体与强大的Rashba SOC和双层系统相结合的2D Rashba耦合电子气和s-波超导膜。预测的长程相互作用可以有一个强烈的影响，在超导磁杂质系统，预计主机马约拉纳费米子的自旋顺序。
2018-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
How to construct the proper gauge-invariant density matrix in steady-state nonequilibrium: Applications to spin-transfer and spin-orbit torques
实验观察自旋密度和自旋电流（负责，例如，自旋电子器件中的自旋转移力矩）仅测量对这些量的非平衡贡献，通常通过注入非极化电荷电流或通过施加外部时间依赖场来驱动。另一方面，计算它们的理论方法同时考虑了非平衡（由费米表面周围的电子携带）和平衡（由费米海电子携带）的贡献。因此，一个明确的程序应该删除平衡的贡献，从而使非平衡的可测量的，并满足规范不变的条件，根据该条件，物理量的期望值不应该改变时，电势到处移动一个常数。利用非平衡格林函数的框架，我们描述了这样一个过程，该过程在线性响应和弹性输运区域中产生了连接到两个宏观库的开放量子系统的载流定态的适当的规范不变非平衡密度矩阵。计算了非对称F/I/F磁性隧道结（MTJ）中的常规自旋转移矩（STT），非对称N/I/F半MTJ中的非常规STT，其中I/F界面处具有强Rashba自旋轨道耦合（SOC），注入电流垂直于该平面;以及（iii）干净的铁磁Rashba自旋分裂二维电子气（2DEG）内的电流驱动自旋密度，该电子气在横向图案化的N/F/中产生SO扭矩当这种2DEG位于N/F界面处并且注入的电荷电流平行于平面流动时，I异质结构。
2013-07-11 cond-mat.mes-hall
Gate-Controlled Spin-Orbit Quantum Interference Effects in Lateral Transport
利用干净的GaAs/AlGaAs 2DEG实现了相干输运中自旋轨道耦合的原位控制，从而实现了从弱局域到反局域的门可调交叉。必要的理论的2D磁输运的存在下的自旋-轨道耦合超出扩散近似的发展和用于分析实验数据。用这个理论的Rashba贡献和线性和立方Dresselhaus贡献的自旋轨道耦合分别估计，允许的角度依赖的自旋轨道进动提取在不同的栅极电压。
2003-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Engineering spin-orbit effects and Berry curvature by deposition of Eu on WSe$_{2}$
受二维自旋电子学最新进展的启发，我们提出Eu沉积在1H-WSe $_2$上作为工程自旋轨道效应和Berry曲率的有前途的平台。通过基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们发现Eu/WSe $_2$具有很高的磁各向异性，自旋和轨道角动量的谷相关极化，以及它们的Rashba织构.这些起源于界面处的磁性和自旋轨道邻近效应以及Eu的局部$4f$磁矩和WSe的移动电荷载流子$_2$之间的相互作用。我们发现一个明显的反常霍尔效应在拟议的系统。因此，我们促进$4f$稀土金属沉积在过渡金属二硫属化物的顶部作为一个有前途的平台，二维自旋电子学。
2022-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-spin Hall conductivity of a two-dimensional electron gas
结果表明，长程无序和面内磁场的相互作用引起的平面外自旋极化和有限的自旋霍尔电导率的二维电子气在Rashba自旋轨道耦合的存在。一个关键的方面是由电场诱导的面内自旋极化。我们的结果首先得到的\textit{clean}限制的自旋-轨道分裂是远远大于无序加宽的能级通过图形评估的Kubo公式。结果表明，在整个范围内的无序参数$αp_F τ$通过准经典格林函数技术。
2008-01-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Nonvanishing spin Hall currents in the presence of magnetic impurities
考虑磁性杂质与巡游电子的各向异性耦合，计算了具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子气的内禀自旋霍尔电导.在我们的计算中，Kubo的线性响应形式主义，并考虑了顶点校正。在半经典极限$μ\gg 1/τ$下，发现非零自旋霍尔电导率$σ^{}_{sH}$依赖于动量弛豫时间$τ$、自旋轨道分裂$Δ$和巡游电子与磁性杂质之间的各向异性相互作用系数.根据各向异性系数，$σ^{}_{sH}$的清洁极限在$e/8π\sim e/6π$的范围内。
2007-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasiclassical approach to the spin-Hall effect in the two-dimensional electron gas
用准经典格林函数方法研究了二维电子系统的自旋电荷耦合输运。特别是，我们推导出一个通用的自旋轨道场的存在下的Eilenberger方程。该方法使我们能够研究自旋和电荷输运从弹道扩散制度和连续性方程的自旋和电荷自动纳入。在干净的极限下，我们建立了自旋霍尔电导率和动量空间中的Berry相之间的联系。对于有限的系统，我们解决了Eilenberger方程数值的特殊情况下的Rashba自旋轨道耦合和两端几何。特别地，我们明确地计算了Mishchenko等人预测的角落中的自旋霍尔诱导的自旋极化。[13]。此外，我们发现普遍的自旋电流的短时间动力学开关后，在样品两端的电压，并计算相应的自旋霍尔极化的边缘。在可用的情况下，我们发现与分析结果完全一致。
2006-01-23 cond-mat.mes-hall
Coulomb interaction and electron-hole asymmetry in cyclotron resonance of bilayer graphene in high magnetic field
研究了填充因子v<<1的双层石墨烯在强垂直磁场作用下的朗道能级间跃迁。包括次近邻跃迁，二聚体和非二聚体之间的能量差和层的不对称性。考虑了库仑相互作用的影响。在Hartree-Fock近似下研究了双层石墨烯中小动量磁等离子体激元的激发。结果表明，洁净双层石墨烯的回旋共振的不对称性依赖于磁场。在较低的磁场下，谱中的能量分裂是由于电子-空穴单粒子不对称性，在较高的磁场下，谱中的能量分裂是由于库仑相互作用。对于半填充零能级的全对称情况，发现双层和单层石墨烯的能量分裂与库仑相互作用的能量成正比。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall
Realistic indirect spin-interactions between magnetic impurities on a metallic Pb(110) surface
受最近实验的启发，本文研究了沉积在清洁Pb（110）表面上的磁性杂质之间由下面的传导电子引起的间接相互作用。我们的方法利用\textit{ab initio}计算来表征干净的Pb（110）表面，并避免了自洽性，这一特性大大降低了计算成本。结合2 $^{\text{nd}}$阶微扰理论，我们系统地导出了磁性吸附原子与导电电子之间微观\textit{s-d}交换参数$J_{K}$的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）、Dzyaloshinskiiii-Moriya（DM）以及磁性杂质在Pb（110）表面上的各向异性张量相互作用.唯一的可调参数是$J_{K}$，其被拟合以再现实验。我们的研究结果表明，重要的各向异性效应所产生的矩形几何形状的（110）晶胞，并从强大的Rashba自旋轨道相互作用，由于在Pb（110）表面的反演对称性破缺。除了Pb（110），这里描述的间接自旋相互作用的表征可以扩展到其他现实的金属表面的弱耦合杂质，并将能够制造原子大小的纳米结构与工程相互作用和按需的磁性，预计在纳米技术中的有用应用。
2019-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transverse Spin-Orbit Force in the Spin Hall Effect in Ballistic Semiconductor Wires
我们引入了自旋和动量相关的{ \em力算符}，它由具有均匀Rashba自旋轨道（SO）耦合的{ \em clean}半导体量子线的哈密顿量定义，没有自旋和电荷相互作用）的引线。它在通过引线注入的自旋极化电子波包中的期望值解释了为什么波包的中心在横向上偏转。此外，当自旋- $\uparrow$和自旋- $\downarrow$极化包（模拟常规非极化电荷电流的注入）同时传播通过导线时，对应的{ \em自旋密度}将沿着横向方向被拖曳，以在导线的横向边缘上产生相反符号的面外自旋累积，如自旋霍尔效应的现象学中所预期的.我们还证明了注入的自旋极化波包的自旋相干性将逐渐减少（从而减少“力”）沿SO耦合线由于纠缠的自旋和轨道自由度的单个电子，即使在没有任何杂质散射。
2005-06-23 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit-driven electron pairing in two dimensions
我们表明，自旋轨道相互作用（SOI）所产生的平面内的电场的库仑排斥电子在一个二维量子阱中产生的吸引力分量的对相互作用的哈密顿量，依赖于电子的自旋和动量。当材料的Rashba SOI常数足够大时，吸引子克服库仑排斥和离心势垒，形成双电子束缚态。有两种不同类型的双电子束缚态。相对束缚态是由电子围绕它们的共同重心轨道运行而形成的。它们具有三重态自旋结构，并且与质心动量无关。相比之下，对流束缚态是由于质心运动而形成的，质心运动将具有相反自旋的电子耦合在一起。在meV范围内的结合能是可实现的现实条件。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microscopic Theory of Spin Relaxation Anisotropy in Graphene with Proximity-Induced Spin-Orbit Coupling
通过邻近效应在石墨烯中诱导相当大的自旋-轨道相互作用被确立为利用二维狄拉克费米子进行自旋电子学的成功途径。半导体过渡金属二硫属化物（TMD）是石墨烯的理想补充，因为它们具有强的内在自旋轨道耦合（SOC）和自旋/谷选择性光吸收，这允许全光学自旋注入石墨烯。在这项研究中，我们提出了一个微观理论的自旋动力学在弱无序石墨烯样品受到均匀的邻近诱导的SOC实现在石墨烯/TMD双层。采用含时微扰方法导出了高电子密度下自旋动力学的自旋布洛赫方程。各种情况下进行预测，取决于一个微妙的竞争之间的界面诱导Bychkov-Rashba和自旋谷（塞曼型）的相互作用和谷内间散射率的比率。对于弱SOC，与无序诱导的准粒子加宽相比，面外与面内自旋寿命的各向异性比$ζ=τ_{s}^{\perp}/τ_{s}^{\parallel}$在定性上与Cummings及其同事最近提出的弱波动SOC场中的自旋玩具模型一致[PRL 119，206601（2017）]。在良好分辨的SOC的相反制度中，获得了定性不同的公式，其可以在以石墨烯层中的均匀邻近诱导的SOC为特征的超净异质结构中进行测试。
2018-07-24 cond-mat.mes-hall
Degeneracy lifting of Majorana bound states due to electron-phonon interactions
从理论上研究了低温下电子-声子相互作用对拓扑纳米线中Majorana束缚态能量和能级展宽（寿命倒数）的影响。在零温度下，随着纳米线长度$L$的增加，左右MBS之间的能量分裂保持指数小。然而，在有限的温度下，热声子的吸收导致不随系统长度衰减的MBS的能级的加宽，并且纳米线的相对端处的声子的相干吸收/发射导致仅在$L$中作为逆幂律衰减的MBS能量分裂。这两种效应在温度下都保持指数关系。在声子的量子化的横向运动的情况下，范霍夫奇异性的声子态密度的存在下，导致额外的共振增强的能量分裂和能级加宽的MBS。这是最有利的情况下，观察声子诱导的能量分裂的MBSs，因为它变得比加宽大得多，即使拓扑纳米线比相干长度长得多。我们还计算了声子引起的微扰系统的能量分裂所伴随的电荷和自旋。我们认为这两个无自旋的低能量连续模型，我们评估分析，以及自旋晶格模型的Rashba纳米线，我们评估数值。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Imaging mesoscopic spin Hall flow: Spatial distribution of local spin currents and spin densities in and out of multiterminal spin-orbit coupled semiconductor nanostructures
我们引入了键自旋电流的概念，它描述了自旋输运的两个站点之间的晶格模型的多端自旋轨道（SO）耦合半导体纳米结构，并表示它的自旋相关的非平衡（Landauer-Keldysh）的设备的格林函数。应用该方法计算了{ \em clean}相位相干二维电子气中微观自旋流的空间分布，其中SO耦合为Rashba型，外加四根引线.连同相应的配置文件的固定自旋密度，这种可视化的相位相干自旋流使我们能够解决几个关键问题的机制，产生纯自旋霍尔电流的弹道装置的横向引线由于流动的非极化电荷电流通过其纵向引线的理解。局部自旋电流分布的关键取决于样品是否小于或大于自旋进动长度，从而证明其作为弹道多端半导体纳米结构中自旋霍尔效应的特征介观尺度的重要作用。虽然静态自旋无关的无序减少了引线中的总自旋电流的大小，但键自旋电流继续流过整个扩散2DEG样品，而不被定位为围绕其任何边界的边缘自旋电流。
2005-06-23 cond-mat.mes-hall
Wilson Holonomy and Spectral Monodromy in Spin-Orbit Rings: Effective Gauge Connections and Loop Observables
Escuela de Física, Universidad Central de Venezuela（委内瑞拉中央大学物理学院）；Astrum Drive Technologies（Astrum Drive 技术有限公司）
本文通过分离能量无关的Wilson和乐与能量依赖的谱单值性，建立了规范理论环/和乐表示与凝聚态自旋轨道输运之间的精确可计算桥梁，并应用于Dirac环和Rashba-Dresselhaus环。
2026-05-31 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Fractional Conductance in Strongly Interacting 1D Systems
我们研究了具有少量通道和强电子-电子相互作用的一维清洁系统。我们发现，在某些情况下，即使时间反演对称性成立，它们也可能导致两端分数量子化电导和分数散粒散粒噪声。利用阿贝尔玻色子化方法，探讨了不同通道的费米动量可互换的条件以及导致这种现象的相互作用强度。有限的温度和长度的影响占的路德-埃默里再费米子化在特定值的相互作用强度的概括。我们讨论了我们的模型的连接到最近的实验在封闭的2DEG，具有可能的分数电导平台。在我们的模型的几个场景中发现了一个最主要的观察分数，两端电导等于$\frac{2}{5}\frac{e^{2}}{h}$。最后，我们讨论了如何在非常小的能量尺度的电导返回到一个整数值和无序的作用。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana lattices from the quantized Hall limit of a proximitized spin-orbit coupled electron gas
最近的实验表明元素铋表面上的复杂的量子霍尔物理的动机，我们考虑邻近耦合的$s$波超导体的二维电子气与强Rashba自旋轨道相互作用的存在下，一个强大的垂直磁场。我们把重点放在高场极限，使超导可以被视为一个扰动的低位朗道能级。在干净的情况下，其中超导序参量的形式的Abrikosov涡晶格，我们表明，晶格的杂交Majorana模式出现在最低的朗道水平的平台过渡附近。然而，除非存在违反磁对称性的扰动，否则系统总是具有偶数个手征马约拉纳边缘模式，因此严格来说本质上是阿贝尔的，与以前在相关设置上的工作一致。然而，有趣的是，一个弱的拓扑超导相可以很自然地稳定在平台过渡的方涡晶格。我们的研究结果的相关性，以潜在的近期实验，如铋接近材料将进行讨论。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin and orbital mixing of edge states in a quantum Hall system proximitized by a superconductor
AGH University of Krakow（克拉科夫AGH科技大学）
本文研究了超导体近邻效应下二维量子反铁磁系统中自旋和轨道混合的形成与输运特性，通过Bogoliubov-de Gennes方程数值模拟，分析了多模和带自旋系统的非局域电导和传输概率，揭示了Andreev反射过程在高填充因子下导致量子反铁磁边缘态混合的现象，并探讨了Rashba自旋轨道耦合对自旋混合的影响。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-orbit driven band inversion in bilayer graphene by van der Waals proximity effect
自旋轨道耦合（SOC）是实现物质拓扑相位时反不变的关键。众所周知，凯恩和梅勒预测SOC可以稳定量子自旋霍尔绝缘体;然而，单层石墨烯中的弱本征SOC已经排除了实验观察。在这里，我们利用层选择性邻近效应-通过与半导体过渡金属二硫属化物的范德华接触实现-在超洁净\textit{bilayer}石墨烯中设计Kane-Mele SOC。使用高分辨率的电容测量探测体电子的可压缩性，我们发现，SOC导致形成一个独特的不可压缩的，在电荷中性的带隙相。实验数据同意定量与一个简单的理论模型，其中新的相位结果从SOC驱动的带反转。与单层石墨烯中的Kane-Mele SOC相反，尽管通过电场调谐相变与常规带绝缘体分离，但预计反相不是时间反转不变的拓扑绝缘体，其中晶体对称性要求体隙必须闭合。电输运测量，明显地，揭示了反相具有导电性$\sim e^2/h$，这是抑制异常小的面内磁场。高电导率和异常磁阻是一致的理论模型，预测螺旋边缘状态内的inversted相，保护从背散射的新兴自旋对称性，即使是大Rashba SOC的强大。我们的研究结果铺平了道路，强拓扑绝缘体的邻近工程，以及相关的量子相位在强自旋轨道制度的石墨烯异质结构。
2019-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak Localisation Driven by Pseudospin-Spin Entanglement
本文在具有强Bychkov-Rashba自旋轨道耦合的超净石墨烯范德华异质结构中，通过非微扰处理Cooperon，揭示了由赝自旋-自旋纠缠驱动的弱反局域化到弱局域化的反常转变。
2023-04-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
