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
Effect of disorder on Majorana localization in topological superconductors: a quasiclassical approach
二维拓扑超导体(TS)的主机手征马约拉纳模式(MAJORANA)的边界本地化。在准经典近似下,我们研究了二维自旋轨道耦合超导体中无序对超导体局域化长度的影响。我们发现非单调行为的马约拉纳本地化长度作为无序强度的函数。在弱无序,马约拉纳本地化长度随无序强度的增加而减小。将无序散射时间降低到临界值$τ_c$以下,马约拉纳局域化长度开始增加。临界散射时间取决于TS背后的两个成分:SO耦合和交换场的相对大小。对于主导SO耦合,$τ_c$是小的,反之亦然的主导交换场。
2020-05-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin dynamics of two-dimensional electrons with Rashba spin-orbit coupling and electron-electron interactions
考虑电子-电子相互作用,研究了具有Rashba自旋-轨道耦合的二维电子气的自旋动力学。利用路径积分方法和准经典格林函数推导出电荷和自旋密度的扩散方程。通过分析电子-电子相互作用对自旋弛豫时间的影响,我们发现在弹道机制下,电子-电子相互作用可以增强自旋弛豫时间。
2008-11-03 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effects in diffusive normal metals
我们考虑正常金属中的自旋和电荷流。我们采用Keldysh形式主义找到存在的自旋轨道相互作用,与磁性杂质的相互作用,和非磁性杂质散射的输运方程。在准经典近似下,我们导出了包含斜散射、边跳散射和反常自旋轨道诱导速度的扩散方程。我们计算各种自旋霍尔效应的大小在实验相关的几何形状和讨论时,不同的散射机制是重要的。
2004-09-06 cond-mat.mes-hall
Charge and spin density response functions of the clean two-dimensional electron gas with Rashba spin-orbit coupling at finite momenta and frequencies
我们分析评估的电荷和自旋密度响应函数的清洁的二维电子气与Rashba自旋轨道耦合在有限的动量和频率。在此基础上讨论了长波近似和准经典近似的精度。我们还推导出自旋极化率的静态极限,特别是证明了它们的导数中的Kohn异常与Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用的自旋轨道修正有关。考虑到屏蔽和交换效应的库仑相互作用,我们描述了集体电荷和自旋密度激发模式,出现耦合由于非零自旋-电荷响应函数。
2007-05-16 cond-mat.mes-hall
Spin Seebeck effect and thermoelectric phenomena in superconducting hybrids with magnetic textures or spin-orbit coupling
我们从理论上考虑了自旋塞贝克效应,电荷塞贝克系数,热电优值系数的超导混合结构,包括无论是磁性纹理或内在的自旋轨道耦合。我们证明,所有这些量的大幅度可获得约瑟夫森为基础的系统,无论是零或一个小的外部施加的磁场。这提供了一种替代的热电效应产生的高场($\sim 1$ T)超导混合系统,这是最近的实验证明。研究的系统包含织构铁磁体,自旋活性界面,或自旋轨道耦合。我们提出了一个框架,用于计算系统的自旋和电荷的线性热电响应时,应用温度和电压梯度的准经典理论的基础上,允许任意自旋相关的纹理和字段被方便地纳入。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Quasiclassical electron transport in topological Weyl semimetals
本研究聚焦拓扑外尔半金属中的准经典电子输运,发现线性色散平滑截断、应变等可引发纵向磁电导符号反转,建立手征反常诱导非线性霍尔效应理论,拓展了手征反常研究范畴。
2025-06-13 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetic moments in insulating Dirac systems: Impact on magnetotransport in graphene van der Waals heterostructures
在具有破缺反转对称性的蜂窝状狄拉克系统中,由于能带结构的拓扑结构,耦合到谷自由度的轨道磁矩出现,导致谷选择性光学二向色性。另一方面,在具有显著自旋-轨道耦合的狄拉克系统中,也会出现类似的轨道磁矩。这些力矩与自旋耦合,但在其他方面具有与空间反转破缺产生的力矩相同的函数形式。在回顾了这些时刻的基本属性,这是相关的一整套新发现的材料,如硅烯和锗烯,我们研究的特定影响,这些时刻对石墨烯纳米工程的障碍与人工增强的自旋轨道耦合。我们研究了在磁场的存在下,这种障碍的传输特性。发现轨道矩通过自旋相关的传输和电导表现在输运特性中,使得它们在实验中可以直接获得。此外,塞曼型效应似乎没有明确纳入塞曼项的模型,即,分别采用连续谱中的最小耦合和Peierls取代以及紧束缚方法。我们发现,一个准经典的观点是能够解释所有观察到的现象。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall
Spin dephasing due to a random Berry phase
本文研究了半导体量子点中电子自旋在自旋轨道耦合作用下的弛豫和退相。即使在消失的磁场中,B = 0,与电子的轨道自由度耦合的缓慢噪声也会导致自旋的失相,这是由于自旋获得的随机的、通常非阿贝尔的Berry相位。为了说明,我们首先提出了一个简单的准经典描述,然后考虑一个模型,只有2个轨道状态,最后提出了一个微扰量子处理适合于一个现实的(大致抛物线,不太强的限制)量子点中的电子。我们进一步比较了不同噪声源的影响。虽然在大磁场声子主导的弛豫过程,在低场电子空穴激发和可能的1/f噪声可能占主导地位。
2007-04-23 cond-mat.mes-hall
Theory of diffusive ϕ0 Josephson junctions in the presence of spin-orbit coupling
基于准经典形式的SU(2)协变公式,提出了一个完整的微观理论,描述了在自旋分裂场h存在下,通过具有内禀自旋轨道耦合(SOC)的扩展超导体-正常金属-超导体(SNS)扩散结的Josephson电流.我们证明了,如果h和SOC诱导的SU(2)洛伦兹力都是有限的,那么结的基态对应于超导体电极之间有限的本征相位差0 <π 0 < 2π.在Rashba SOC的特定情况下,我们提出的解析和数值计算结果为100作为一个函数的自旋场的强度,结的长度,温度和SN接口的属性。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Current through a Planar Junction of Graphene
通过假设石墨烯片与其上两个超导体的耦合用隧穿哈密顿量描述,研究了平面石墨烯结中的约瑟夫森效应。该模型适当地考虑了平面结的邻近效应特性,并允许我们以平行的方式处理单层和双层的情况。应用准经典格林函数方法分析了短结极限下的约瑟夫森临界电流$I_{\rm c}$。作为平面结的一个特征,我们发现在强耦合极限下,$I_{\rm c}$是温度的凹函数,而随着耦合强度的降低,它转变为凸函数。我们还发现不同的化学势依赖性的$I_{\rm c}$在单层和双层的情况下。
2011-05-13 cond-mat.mes-hall
Spin-Orbit-Induced Spin, Charge, and Energy Transport in Diffusive Superconductors
本文研究了扩散超导体中自旋轨道诱导的自旋霍尔效应和自旋交换。采用准经典近似下的非平衡Keldysh Green函数方法,导出了弹性散射区自旋和粒子谱分布以及能量密度的耦合输运方程.我们计算四个贡献的自旋霍尔电导率,即,斜散射,侧跳,异常速度,和Yafet的贡献。超导体中态密度的降低导致自旋霍尔角的重整化。我们证明,所有这四个贡献的自旋霍尔电导率重整化以同样的方式在超导状态。在其最简单的表现形式中,自旋交换将主自旋流转换为具有交换的电流和极化方向的次级自旋流。我们发现,自旋交换系数不是显式的,但只有隐含的超导关联通过重整化扩散系数的影响。我们讨论的(逆)自旋霍尔效应和自旋交换在四端几何测量的实验结果。在我们的几何结构中,低于超导转变温度,自旋交换信号增加一个数量级,而(逆)自旋霍尔信号的变化是温和的。
2016-10-18 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced triplet superconductivity in Rashba materials
我们研究了一个传统的s波超导体和导体之间的邻近结与Rashba自旋轨道耦合,特别关注的自旋结构的诱导配对振幅。我们发现,自旋三重态配对关联诱导自旋轨道耦合在一维和二维系统由于提升自旋简并。此外,这种诱导的三重配对具有对无序具有鲁棒性的奇数频率依赖性的分量。我们的预言是基于精确的Gor'kov方程的解,并且超越了准经典近似。
2015-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Coupling of bonding and antibonding electron orbitals in double quantum dots by spin-orbit interaction
本文系统地研究了准二维双量子点中少电子稳态的自旋轨道耦合效应。我们描述了自旋轨道相互作用引起的成键轨道和反键轨道之间的耦合及其对磁光吸收谱的影响。奇数电子数(1,3)%的自旋轨道耦合对基态波函数的扰动很小。然而,自旋-轨道相互作用打开了相反自旋取向和相反空间宇称的低能激发能级之间的避免交叉。对于两个电子的自旋轨道耦合允许低能量的光学跃迁,否则禁止自旋和奇偶选择规则。我们证明,光跃迁的能量可以显着增加面内电场,但只有奇数电子数。讨论了单电子轨道的占据和自旋轨道耦合对量子点间电子分布的影响。
2010-04-08 cond-mat.mes-hall
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
Spin-memory loss induced by bulk spin-orbit coupling at ferromagnet/heavy-metal interfaces
通过铁磁体/重金属界面的自旋电流可能由于界面处的自旋翻转而收缩,从而导致自旋记忆损失。在这里,我们提出了一个机制的自旋记忆丧失。与其他基于界面自旋轨道耦合的机制不同,我们的机制是基于重金属中的体自旋轨道耦合。我们证明了体自旋-轨道耦合导致了自旋和轨道自由度之间的纠缠,即使当界面自旋-轨道耦合很弱时,这种自旋-轨道纠缠也可以在界面处引起相当大的自旋翻转。我们的机制强调了原子轨道自由度的重要作用,并在不同轨道特征的带之间的带交叉点附近引起了强烈的自旋记忆损失。
2021-01-27 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
The Intrinsic Spin Hall Conductivity in a Generalized Rashba Model
本文在广义Rashba模型下计算了二维电子系统的自旋霍尔电导率σ^{ \mathrm{sH} },结果表明它一般是有限的,并且与模型有关.考虑任意带色散,我们发现,在存在Rashba形式的线性动量自旋-轨道耦合的情况下,除了精确的抛物线谱外,σ^{ \mathrm{sH} }在杂质存在的情况下不会为零。我们表明,使用线性响应久保形式主义,如何确切的取消发生的二次色散,以及为什么它不会发生在一般情况下。我们用两电子手征的费米动量导出了σ^{ \mathrm{sH} }的一个简单的准经典公式,发现σ^{ \mathrm{sH} }一般是Rashba项的平方强度的量级.
2005-10-05 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling in digital alloyed InGaAs quantum wells
本文研究数字合金化 InGaAs 量子阱中的自旋轨道耦合,通过低磁场磁阻拍频图案提取耦合强度,发现数字合金化可使其改变高达 138 meVÅ,并归因于界面 Rashba 自旋轨道耦合的调制。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall
Spin switching in semiconductor quantum dots through spin-orbit coupling
自旋轨道耦合影响半导体量子点的总自旋。我们分析了自旋轨道耦合,弱垂直磁场和变形的点的综合效应的理论预测。我们的研究结果允许表征的量子点作为自旋开关,可控的电子门。
2002-06-21 cond-mat.mes-hall
Some exact identities connecting one- and two-particle Green's functions in spin-orbit coupling systems
在自旋轨道耦合的存在下,连接单粒子和双粒子格林函数的一些确切的身份已经被导出。这些恒等式类似于粒子或电荷输运理论中通常的沃德恒等式,一个令人满意的自旋轨道耦合系统的自旋输运理论也应该保持这些恒等式。
2007-01-11 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin Hall effect in systems with striped spin-orbit coupling
由结构反转不对称性引起的Rashba自旋-轨道耦合自旋和动量自由度,为自旋电子效应和器件提供了合适的(并且非常深入研究的)环境。在这里,我们表明,在强无序的存在下,在自旋轨道耦合的非均匀性引起有限的自旋霍尔电导率与相应的情况下,均匀的线性自旋轨道耦合。特别是,我们研究的不均匀性所产生的条纹结构的二维电子气,影响密度和Rashba自旋轨道耦合。我们建议,这种情况可以实现在氧化物界面周期性的顶部门控。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall
Large spin-orbit coupling in carbon nanotubes
最近人们认识到,固体中存在的强自旋-轨道相互作用可以导致新的现象,例如具有非平凡拓扑有序的材料。虽然碳中的原子自旋轨道耦合很弱,但碳纳米管中的自旋轨道耦合由于其弯曲的表面而可以是显著的。以前的工作已经报道了自旋轨道耦合与理论合理的协议,这种耦合强度已经形成了大量的理论建议的基础。在这里,我们报告了三个碳纳米管器件中的自旋轨道耦合,比以前测量的大一个数量级。我们发现一个零场自旋分裂高达3.4 meV,对应于一个内置的有效磁场29 T沿纳米管轴对齐。虽然大的自旋-轨道耦合的起源不能用现有的理论解释,但其强度对于碳纳米管器件中的自旋-轨道相互作用的应用是有希望的。
2013-04-11 cond-mat.mes-hall
Enhanced Rashba spin-orbit coupling in core-shell nanowires by the interfacial effect
我们报告$\vec{k}\cdot\vec{p}$计算的Rashba自旋轨道耦合控制的外部门在InAs/InAsP核壳纳米线。我们发现,电荷溢出的势垒材料允许一个更强的对称性破缺比均匀的纳米材料,诱导特定的界面相关的贡献自旋轨道耦合。我们的结果与最近的实验定性地一致[S. Futhemeier \textit{et al.},Nat. Commun. \textbf{7},12413(2016)],并提出了额外的波函数工程策略来增强和控制自旋-轨道耦合。
2018-11-22 cond-mat.mes-hall
Large spin relaxation anisotropy and valley-Zeeman spin-orbit coupling in WSe2/Gr/hBN heterostructures
大的自旋-轨道邻近效应已经在与过渡金属二硫属化物层界面的石墨烯中被预测。尽管在大载流子密度下发现了增强的自旋轨道耦合的明确证据,但自旋轨道耦合的类型及其弛豫机制仍然未知。我们第一次表明,增加自旋轨道耦合接近石墨烯中的电荷中性点,拓扑状态预计会出现。发现封装在过渡金属二硫属化物WSe $_2$和hBN之间的单层石墨烯表现出优异的质量,迁移率高达100000 cm ^2/V/s。同时,明显的弱反局域化表明了强的自旋-轨道耦合,并发现了由于对称自旋-轨道耦合的存在而导致的大的自旋弛豫各向异性,掺杂相关的测量表明面内自旋的自旋弛豫主要由valley-Zeeman自旋-轨道耦合控制,而内禀自旋-轨道耦合在自旋弛豫中起次要作用.强自旋-谷耦合为探索石墨烯中的自旋和谷自由度提供了新的可能性,实现了自旋操纵的新概念。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling effects on quantum transport in lateral semiconductor dots
本文分析了自旋轨道耦合和塞曼分裂之间的相互作用对横向半导体量子点中弱局域化和普遍电导涨落的影响:列出了相应随机矩阵理论的所有可能的对称类,并描述了通过扫描磁场和改变量子点参数可实现的它们之间的交叉。我们还建议实验测量自旋-轨道耦合常数。
2001-07-18 cond-mat.mes-hall
Double version of the Rashba and Dresselhaus spin-orbit coupling
Rashba型和Dresselhaus型自旋轨道耦合是两种典型的线性耦合形式。我们建立了一个模型的基本物理,该模型可以被看作是Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的双重版本。该模型描述了自旋轨道系统中一类无质量狄拉克费米子的低能物理。无质量狄拉克费米子的物理性质由自旋轨道系数的数学关系决定。对于相等的Rashba和Dresselhauss耦合常数,k-独立的本征旋量和一个持久的自旋螺旋结合无质量双折射狄拉克费米子出现在这个模型中。该模型描述的自旋轨道耦合系统具有从自旋电子学到量子计算的潜在技术应用。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall
Electronic spin precession in semiconductor quantum dots with spin-orbit coupling
半导体量子点中的电子自旋旋进受到自旋轨道耦合的强烈影响。我们提出了一个在低磁场下的电子自旋共振理论,该理论预测了对点占据、磁场和自旋轨道耦合强度的强烈依赖性。库仑相互作用的影响也被考虑在一个数值方法。
2002-08-22 cond-mat.mes-hall
Chirality from interfacial spin-orbit coupling effects in magnetic bilayers
随着纳米磁性器件尺寸的缩小,由于界面处结构反转对称性的破坏而导致的自旋轨道耦合变得越来越重要。在这里,我们使用一个简单的Rashba模型研究磁性双层膜中的界面自旋轨道耦合效应。自旋-轨道耦合将手性引入电子的行为中,并通过它们引入磁化的能量学中。在磁化动力学的导出形式中,自旋-轨道耦合中线性的所有贡献都来自于这种手征性,大大简化了分析。对于这些系统,一个重要的结果是Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和自旋轨道力矩之间的相关性。我们使用这种相关性来分析最近的实验。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling in a graphene bilayer and in graphite
采用紧束缚模型和原子内LS耦合研究了双层石墨烯和石墨中的内禀自旋轨道相互作用。双层石墨烯和石墨中的自旋-轨道相互作用比单层石墨烯中的相互作用大约一个数量级,这是由于层间跳跃混合了π和σ带。它们的值在0.1 - 1 K的范围内。自旋-轨道耦合在双层石墨烯中打开了一个间隙,并且它也产生了两个边缘模式。在正交石墨中,自旋轨道耦合最大,为1-4K,没有反转中心。
2010-03-08 cond-mat.mes-hall
Evanescent Orbital Pumping by Magnetization Dynamics Free of Spin-Orbit Coupling
本文报道磁性纳米结构中相干磁化动力学可无需自旋-轨道耦合,通过杂散电磁场与电子轨道耦合,将轨道电流倏逝泵入相邻半导体,并产生轨道霍尔电流,为低耗散轨道电子器件奠定基础。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall
Topological Force and Torque in Spin-Orbit Coupling System
研究了自旋轨道耦合系统中的拓扑力和拓扑力矩。结果表明,拓扑力和拓扑力矩表现为电磁场中的纯相对论性量子效应。拓扑力和扭矩的起源都是Zitterbewegung效应。考虑到自旋轨道耦合的非线性行为,我们讨论了拓扑力驱动的可能现象。
2007-03-02 cond-mat.mes-hall
Weak localization at arbitrary disorder strength in systems with generic spin-dependent fields
提出了一般自旋相关场和任意无序强度下的弱局域化理论,通过动量空间极化算符给出电导率修正,并应用于自旋轨道耦合系统和altermagnets的面内磁电导研究。
2024-04-29 cond-mat.mes-hall
Absence of a transport signature of spin-orbit coupling in graphene with indium adatoms
石墨烯中自旋轨道耦合的增强可能导致各种拓扑现象,并在自旋电子学中找到应用。已提出Adatom吸收作为实现该目标的有效途径。特别是铟在增强自旋-轨道耦合和实现量子自旋霍尔效应方面被寄予厚望。为了寻找石墨烯中吸附铟原子的自旋轨道耦合的证据,我们进行了广泛的输运测量,即,弱局域磁电阻、量子霍尔效应和非局域自旋霍尔效应。没有发现自旋轨道耦合的信号,并讨论了可能的解释。
2014-09-29 cond-mat.mes-hall
Extrinsic Spin Hall Effect from Anisotropic Rashba Spin-Orbit Coupling in Graphene
我们研究了Rashba耦合的各向异性对石墨烯上自旋轨道活性吸附原子引起的非本征自旋霍尔效应的影响。除了固有的自旋-轨道耦合,被认为是一个广义的各向异性Rashba耦合所产生的原始石墨烯的镜像和六角对称性的故障。我们发现,Rashba各向异性可以强烈修改自旋霍尔角对载流子浓度的依赖关系。我们的模型提供了一个简单的和一般的描述斜散射机制,由于自旋轨道耦合,是由接近大的吸附原子团簇。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling effects over thermoelectric transport properties in quantum dots
我们研究了Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合对单电子晶体管热电输运性质的影响,即,一个连接到一维导线上的量子点。利用线性响应理论和数值重整化群方法,计算了热电势、电导、热导和无量纲热电优值,研究了Wiedemann-Franz定律,给出了它们的温度分布图。所有这些性质的结果表明,自旋-轨道耦合驱动系统进入近藤制度。我们发现,热电输运性质,在自旋-轨道耦合的存在下,服从预期的Kondo强耦合不动点的普适性。此外,我们的研究结果表明,在一维量子点引线的自旋轨道耦合所造成的热电优值显着增加。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall
Spin polarizations and spin Hall currents in a two-dimensional electron gas with magnetic impurities
考虑存在Rashba自旋轨道耦合的二维电子气,研究了磁性s波杂质和长程非磁性无序对系统自旋电荷动力学的影响.我们专注于电压引起的自旋极化及其与自旋霍尔电流的关系。我们的结果是用准经典格林函数方法得到的,并且在无序参数$αp_Fτ$的整个范围内都成立。
2008-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spontaneous Edge Accumulation of Spin Currents in Finite-Size Two-Dimensional Diffusive Spin-Orbit Coupled SFS Heterostructures
本文采用准经典方法研究了有限尺寸二维$s$ -波超导体/均匀铁磁体/s-波超导体(SFS)结中自旋和电荷流的内禀自旋轨道相互作用(ISOI).考虑到实验现实的参数,我们证明了自发破缺的时间反演对称性和缺乏反演对称性的组合可以导致自发积累的自旋电流在有限大小的二维磁性SF混合的边缘。由于自发的边缘自旋积累,F线的拐角处具有最大的自旋电流密度。我们进一步揭示,这种类型的边缘现象是强大的,独立的实际类型的ISO或交换场的方向。此外,我们研究了这些扩散自旋轨道耦合SFS结中的自旋电流-相位关系。我们的研究结果揭示了净自旋电流,而不是伴随着电荷超电流,自发积累在样品的边缘,通过调制超导相位差。最后,我们讨论了可能的实验实现来观察这些边缘现象。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long-Range Spin-Triplet Correlations and Edge Spin Currents in Diffusive Spin-Orbit Coupled SNS Hybrids with a Single Spin-Active Interface
利用准经典扩散区的SU(2)规范对称性方法,理论研究了有限尺寸二维自旋轨道耦合超导体/正常金属/超导体(S/N/S)混合结构.我们考虑的内在自旋轨道相互作用(ISOI),被限制在N线和s波超导电极(S)中的缺席。使用实验上可行的参数,我们表明,耦合的ISOIs和自旋力矩的自旋活性界面的结果在最大的单重态-三重态转换和积累的自旋电流密度在角落的N线最接近的自旋活性界面。通过单独调制的超导相位差,我们展示了如何相反的奇偶性的电荷和自旋电流提供了一个有效的场所,实验研究纯边缘自旋电流不伴随着电荷电流。这些效应发生在没有外部施加的领域,而且是不敏感的界面自旋力矩的任意取向。这些强大的边缘现象的实验实现进行了讨论。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Proximity Effect in Superconducting Heterostructures with Strong Spin-Orbit Coupling and Spin Splitting
已经表明,单重态库珀对可以转化为三重态,并在一种称为长程邻近效应(LRPE)的现象中扩散到长距离的铁磁体中。这发生在具有非均匀磁性或自旋轨道耦合(SOC)的材料中。以往的研究多集中在小SOC和交换场的情况下。然而,当SOC和交换场强度都远大于无序强度时,物理上并不清楚。在这项工作中,我们考虑了一个二维系统与一个大的Rashba型SOC和交换场的情况下,只有一个带被部分占领。通过将格林函数投影到部分占据带(POB)上,我们发展了一个广义准经典理论。我们发现,当SOC的能量尺度是可比的交换场,没有LRPE。这是因为掺杂杂质与大的SOC和交换场一起可以有效地产生自旋翻转散射,从而抑制邻近效应。我们还表明,当增加SOC或交换场,超导关联的衰变长度可以显着增加,由于近似恢复的时间反演对称性或自旋旋转对称性周围的$z$(出平面)轴。
2019-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic exchange coupling in a nanowire double quantum dot with strong spin-orbit coupling
自旋轨道量子位是包含量子点中电子的轨道自由度和自旋自由度的混合量子位。本文研究了具有强自旋轨道耦合(SOC)的纳米线双量子点(DQD)中两个自旋轨道量子比特之间的交换耦合。我们发现,虽然在DQD的总隧穿是无关的SOC,自旋守恒和自旋翻转隧穿是SOC依赖的,可以相互竞争,在强SOC制度。此外,电子之间的库仑排斥可以与SOC相关的隧穿相结合,从而在两个自旋轨道量子比特之间产生各向异性的交换耦合。此外,我们给出了一个明确的物理机制,这种各向异性交换耦合。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-orbit coupling induced valley Hall effects in transition-metal dichalcogenides
在过渡金属二硫属化物中,K谷中的电子可以经历伊辛和拉什巴自旋轨道耦合。在这项工作中,我们表明,Ising和Rashba自旋轨道耦合的共存导致了一种特殊类型的谷霍尔效应,我们称之为自旋轨道耦合诱导谷霍尔效应。重要的是,在导带边缘附近,由自旋-轨道耦合产生的谷依赖的Berry曲率通过外部门高度可调,并且在可访问的实验条件下主导源自轨道自由度的固有Berry曲率。我们发现,自旋轨道耦合诱导的谷霍尔效应表现在谷霍尔电导率的栅极依赖性,这可以检测到的克尔效应实验。
2019-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of Interface Steps on the Valley Orbit coupling in a Si/SiGe quantum dot
硅量子点的谷轨耦合是决定其适用于量子信息处理的关键参数。本文研究了硅量子点中界面台阶对电子谷轨耦合强度和相位的影响。在有效质量近似下,我们发现台阶的位置对决定Si/SiGe量子点中谷轨耦合的大小和相位都很重要.具体地说,我们的数值计算结果表明,谷轨道耦合的幅度可以被抑制高达75%的一个原子单层的步骤,其相位可以改变几乎$π$。当存在两个台阶时,谷轨耦合的最小值甚至可以接近于零。我们还阐明了外加磁场和高轨道态对谷轨道耦合的影响。总的来说,我们的研究结果说明了界面粗糙度如何影响硅中的谷轨道耦合,以及硅中的自旋量子比特如何受到影响。
2019-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamic generation of spin orbit coupling
自旋轨道耦合在决定固体性质方面起着重要作用,并且对于自旋电子学器件的应用至关重要。传统的自旋-轨道耦合在微观上是由狄拉克方程描述的相对论效应引起的,并且被描述为单粒子带效应。在这项工作中,我们提出了一个新的机制,其中自旋轨道耦合可以动态地产生在强关联,非相对论系统的费米面不稳定性在更高的角动量通道的结果。各种已知形式的自旋轨道耦合可以出现在这些新的阶段,它们的大小可以通过温度或其他量子参数连续调整。
2004-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-current absorption by inhomogeneous spin-orbit coupling
我们研究了金属中杂质引起的非均匀自旋轨道耦合引起的自旋电流吸收。我们考虑由电场或自旋积累驱动的自旋电流系统。所得到的扩散自旋电流,包括自旋轨道耦合强度的梯度,表明在界面处的自旋电流吸收,这是例示与实验相关的设置。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Harmonic generation in bent graphene with artificially-enhanced spin-orbit coupling
我们从理论上研究了弯曲石墨烯的非线性响应,在存在人工增强的自旋-轨道耦合,这可以通过吸附原子沉积,或通过将弯曲石墨烯片与自旋-轨道有源衬底接触发生。我们讨论的自旋轨道耦合和弯曲产生的人工磁场之间的相互作用,Rashba和内在的自旋轨道耦合的情况下。对于后者,我们引入了一个自旋场相互作用的哈密顿直接解决电子自旋作为一个自由度。我们的研究结果表明,在这种情况下,通过控制自旋-轨道耦合的量,可以显着调整非线性信号的光谱,原则上实现光从THz到UV区域的有效转换。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Entanglement production in chaotic quantum dots subject to spin-orbit coupling
我们数值研究了非相互作用电子在混沌量子点中产生轨道和自旋纠缠态的过程。自旋轨道耦合的引入使我们能够识别以前未被注意到的纠缠产生中的时间反演对称性相关的签名,类似于电导的弱(反)局域化量子校正。我们发现纠缠强烈依赖于自旋-轨道耦合,表现出时间反转和自旋-旋转对称性破缺的普遍特征。
2006-10-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Vanishing spin-Hall current in a diffusive Rashba two-dimensional electron system: A quantum Boltzmann equation approach
本文用量子Boltzmann方程分析了二维Rashba扩散电子系统的自旋霍尔效应。在自洽玻恩近似的框架内,我们考虑了无序诱导的准经典弛豫,准粒子的碰撞加宽,以及碰撞内场效应对自旋霍尔动力学的作用。我们提出了一个分析证明,自旋霍尔电流消失,独立的耦合强度,准粒子加宽,温度和各向同性散射势的具体形式。在螺旋度的基础上的碰撞项的总和关系也进行了检查。
2006-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-relaxation anisotropy in a nanowire quantum dot with strong spin-orbit coupling
研究了强自旋轨道耦合的一维量子点中磁场方向对自旋操纵和自旋弛豫的影响。精确地得到了量子点的能谱和相应的本征函数。我们发现,无论自旋轨道耦合有多大,电偶极自旋跃迁速率作为磁场方向的函数总是具有$π$周期性。然而,声子诱导自旋弛豫速率作为磁场方向的函数仅在弱自旋轨道耦合区具有$π$周期性,并且在强自旋轨道耦合区周期性延长至$2π$。
2018-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-Orbit Coupling, Antilocalization, and Parallel Magnetic Fields in Quantum Dots
我们研究了弹道GaAs量子点中由于自旋轨道耦合引起的反定域化。正如理论上预期的那样,在大点中突出的反定位在小点中被抑制。平行磁场抑制反本地化,也在较大的领域,弱本地化,符合随机矩阵理论的结果,一旦轨道耦合的平行场。量子点中自旋轨道耦合的原位控制被证明是从弱局域化到反局域化的门控交叉。
2002-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A relationship between nonunitary mixed parity superconductivity and magnetism with spin-orbit coupling
Institute of Science Tokyo(东京科学大学)
本研究通过Schrieffer-Wolff变换证明非幺正混合宇称超导与带自旋轨道耦合的磁性系统可共享物理机制,并例证了超导中衍生的多种磁性相关效应,揭示了超导与磁性的深层联系。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in a two-dimensional superconductor with Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
我们提出了一个具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的一般模型来描述二维非中心对称超导体。本文在平均场论的框架下研究了两种自旋轨道耦合对超导电性的联合作用。我们发现,Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的结果类似的超导电性的影响,如果他们是单独存在于系统中。在假定每个准粒子带都是p波对的情况下,我们导出了电子带中自旋-单重态和三重态配对的混合。如果这两种类型的自旋轨道耦合联合出现,则单重态和三重态配对都会被削弱并降低到等Rashba-Dresselhaus情况下的最小值。
2014-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intense terahertz laser fields on a quantum dot with Rashba spin-orbit coupling
研究了强太赫兹激光场和自旋轨道耦合对量子点中单电子自旋的影响。激光场和自旋轨道耦合可以强烈地影响电子态密度,并可以激发磁矩。磁矩的方向取决于系统的对称性,其幅度可以通过激光场的强度和频率以及自旋轨道耦合来调节。
2006-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other