Nonlocal transport in a hybrid two-dimensional topological insulator
研究了由注入器和探测器组成的H型二维HgTe/CdTe量子阱中的非定域电阻，注入器和探测器都可以在量子自旋霍尔或金属自旋霍尔区进行调谐.由于HgTe/CdTe量子阱中存在强的自旋-轨道相互作用，因此在量子阱中存在自旋霍尔效应和非局域电阻。我们发现当探测器和注入器都处于量子自旋霍尔区时，非局域电阻量子化在$0.25\frac{h}{e^2}$，这对弱无序散射和小磁场是鲁棒的。当超过这个区域时，非局域电阻迅速减小，并受到无序和磁场的强烈抑制。在强磁场作用下，量子自旋霍尔区将转变为量子霍尔区，非局域电阻将消失。HgTe/CdTe量子阱特殊的能带结构产生了非局域信号，这种非局域信号在不同杂化区域的表现形式可以看作是二维拓扑绝缘体中螺旋量子自旋霍尔边缘态的指纹。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Side jump contribution to spin-orbit mediated Hall effects and Berry curvature
反常霍尔效应和自旋霍尔效应起源于自旋轨道耦合，在Kohn-Luttinger ${\bf k}\cdot{\bf p}$形式中，自旋轨道耦合由坐标和速度算符中的反常项表示。给出了GaAs型半导体中电子的动量空间中这些算符与Berry曲率的关系。对于中心对称半导体，讨论了Berry曲率的变换性质。
2008-04-25 cond-mat.mes-hall
In-plane noncollinear exchange coupling mediated by helical edge states in Quantum Spin Hall system
研究了量子自旋霍尔系统中螺旋边态介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida（RKKY）相互作用。螺旋边缘态在两个局域自旋之间诱导了面内非共线交换耦合，而在正常金属中诱导的是各向同性耦合。在基态中两个局部自旋之间的角度取决于费米能级。这种性质可以用来通过调节电子门来控制自旋的角度。
2009-06-29 cond-mat.mes-hall
Valley Hall Effect and Nonlocal Transport in Strained Graphene
石墨烯经受高水平的剪切应变导致强的伪磁场，导致朗道能级的出现。在这里，我们表明，与适度的应变水平，石墨烯也可以维持一个经典的谷霍尔效应（VHE），可以在非局域传输测量检测。我们提供了一个理论的应变诱导VHE从量子玻尔兹曼方程。这使我们能够表明，平均超过短程杂质配置破坏谷之间的量子相干性，留下的弹性散射时间和谷间散射率作为唯一的参数表征输运理论。利用该理论，我们计算了扩散状态下霍尔栅器件的非局部电阻。我们的理论也适用于研究其他二维材料和范德华异质结构的（非局部）输运性质中的适度应变效应。
2016-11-20 cond-mat.mes-hall
NMR Tracing of Hyperfine-Mediated Nuclear Spin Diffusion in Fractional Quantum Hall Domain Phases
我们在$ν= 2/3$上提出了分数量子霍尔畴相核自旋极化的增强扩散。电驱动畴壁运动介导的电阻检测NMR被用作局部核极化的探针，表现出泵浦依赖的信号饱和行为。这表明，一个相对均匀的极化分布，甚至传播到远离钉扎中心的域壁的地方。我们将此归因于这样一个事实，即附近的畴壁泵核极化迅速扩散到域中的核经验骑士场在可比的水平。核扩散的异常增强可以解释在间接的超精细介导的相互作用的核自旋的域。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Effect and Origins of Nonlocal Resistance in Adatom-Decorated Graphene
最近的实验报道了用吸附原子修饰的石墨烯中出乎意料的大自旋霍尔效应（SHE），引起了激烈的争议。我们应用数值精确的Kubo和Landauer- Buttiker公式的金修饰的无序石墨烯（包括吸附原子簇）的现实模型，以获得自旋霍尔电导率和自旋霍尔角，以及非局部电阻作为一个数量可访问的实验。大自旋霍尔角为0.1，在零温度下，但它们对吸附原子簇的依赖性不同于半经典输运理论的预测。此外，我们发现多个背景贡献的非本地电阻，其中一些是无关的SHE或任何其他自旋依赖的起源，以及在室温下的SHE的强烈抑制。这促使我们设计一种多终端石墨烯几何结构，抑制这些背景的贡献，因此，可以量化在二维材料中的自旋电流产生的上限。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall
Berry curvature mediated valley Hall and charge Hall effects in graphene via strain engineering
我们指出了一个实用的方法，诱导有限的电荷霍尔电导率在石墨烯通过非对角应变。我们的结论是基于一般的分析和支持的数值例子。衬底诱导的间隙和应变之间的相互作用进行了讨论。我们表明，衬底诱导的间隙本身并没有打破对称性，映射到其他的一个山谷，因此不会产生净电荷霍尔效应。的净电荷霍尔电导率被认为是相当大的，应该是可观察到的存在下的间隙和应变。霍尔电导率的符号可以通过改变应变参数来调整。研究了谷霍尔电导率。在霍尔电导率实验中可以检测到样品边缘上的谷和轨道磁矩积累。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Interaction mediated asymmetries of the quantized Hall effect
本文对栅控窄霍尔栅中的整数量子化霍尔效应进行了实验和理论研究。在低电子迁移率下，经典（高温）霍尔电阻线RH（B）穿过所有霍尔平台的中心。相反，对于我们的高迁移率样品，在偶数填充因子ν= 2; 4.明显地移向更大的磁场B。这种不对称性与屏蔽理论的预测是一致的。e.考虑到库仑相互作用。所观察到的效果是直接相关的霍尔酒吧不可压缩的条带的形成。发现在ν= 1处的自旋分裂平台几乎是对称的，与迁移率无关。我们在所谓的有效g模型中解释了这一点。
2009-05-02 cond-mat.mes-hall
Nonlocal electrical detection of spin accumulation generated by Anomalous Hall effects in mesoscopic Ni_81Fe_19 films
用非局域方法研究了介观铁磁Ni_（81）Fe_（19）（坡莫合金或Py）薄膜中反常霍尔效应（AHE）产生的自旋积累.相反的现象，逆自旋霍尔效应（ISHE），也可以在相同的结构中产生和检测全电。为了精确的定量分析，在每个样品衬底上制造一系列非局部AHE/ISHE结构和补充结构，以考虑统计变化并准确地确定所有必要的物理参数。通过对4 nm、8 nm和12 nm的Py薄膜厚度的研究，发现Py自旋扩散长度λ Py远小于薄膜厚度。λ Py与Py自旋霍尔角α SH的乘积与厚度和电阻率无关：α SH*λ Py=（0.066 ± 0.009）nm（5 K）和（0.041 ± 0.010）nm（295 K）。这些值是从介观Pt膜获得的那些。
2017-10-03 cond-mat.mes-hall
Nonlocal topological valley transport at large valley Hall angles
具有破缺反转对称性的二维材料中的Berry曲率热点是导致横向谷电流存在的原因，横向谷电流产生巨大的非局域直流电压。最近的实验在高品质的间隙石墨烯强调了饱和的非局部电阻作为纵向电荷电阻率$ρ_{{\rm c}, xx}$的函数，当系统被驱动到绝缘相深处。到目前为止，这种饱和的根源尚不清楚。在这项工作中，我们表明，这种行为是完全兼容的大谷霍尔角（VHAs）的制度与散装拓扑运输。我们证明，对于一个固定值的谷扩散长度，$ρ_{{\rm c}, xx}$的非局部电阻的依赖性减弱，增加VHA，从标准的$ρ^3_{{\rm c}, xx}$幂律过渡到一个结果，是独立的$ρ_{{\rm c}, xx}$。
2016-07-20 cond-mat.mes-hall
Scale-invariant large nonlocality in polycrystalline graphene
石墨烯中狄拉克点附近的大非局域电阻的观察与各种本征霍尔效应有关，其中自旋或谷自由度由对称性破缺机制控制。在可扩展的石墨烯设备上设计强自旋或谷霍尔信号可以刺激自旋和谷电子学的进一步实际发展。在这里，我们报告的规模不变的非局域输运在大规模化学气相沉积石墨烯下施加外部磁场。与以前报道的塞曼自旋霍尔效应相反，我们的结果是由场诱导的自旋过滤的边缘状态，其对晶界的敏感性体现在非局部电阻解释。这种现象，与量子霍尔制度的出现，持续到毫米尺度，表明多晶形态可以在非局域运输的印记。这表明大规模石墨烯材料中的拓扑霍尔效应对底层结构形态高度敏感，限制了实际实现。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall
Localized NMR Mediated by Electrical-Field-Induced Domain Wall Oscillation in Quantum-Hall-Ferromagnet Nanowire
我们提出了分数量子霍尔畴壁限制在一个门定义的线结构。我们的实验利用射频电场驱动的畴壁的空间振荡来引起核磁共振。由此产生的光谱进行了讨论，在两个大的四极场创建的导线和超精细领域与振荡域壁。这提供了这样的实验事实，即尽管存在潜在的变形，但畴壁在受限的几何形状附近仍然存在，由此允许在电装置中进行局部磁共振。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall
Negative nonlocal resistance in mesoscopic gold Hall bars: Absence of giant spin Hall effect
本文报道了在特征尺寸大于电子平均自由程的多终端介观金霍尔棒结构中观察到的负非局域电阻，我们的结果只能部分地用经典的非局域输运扩散模型来解释，与最近提出的基于自旋霍尔效应的模型不一致.相反，我们的分析表明，一个准弹道传输机制是负责所观察到的负非局部电阻。基于我们测量的灵敏度和自旋霍尔效应模型，我们发现在4.5 K时金的自旋霍尔角的上限为0.022。
2009-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum coherence and its dephasing in the giant spin Hall effect and nonlocal voltage generated by magnetotransport through multiterminal graphene bars
受近期实验观察的启发[D. A. Abanin等人，Science 323，328（2011）]中的六端石墨烯霍尔棒中的狄拉克点附近的磁输运中的非定域性，对于宽范围的温度和磁场，我们开发了该现象的非平衡格林函数（NEGF）理论。在相位相干区和强磁场中，我们发现四端桥中存在大的自旋霍尔（SH）电导，其中SH电流仅在狄拉克点（DP）处是纯的，而六端棒中的正、逆SH效应同时作用，在远处的位置处存在非局域电压.“动量松弛”的失相减少了两个数量级的DP的值，同时洗出任何功能远离DP。我们的理论是基于Meir-Wingreen公式，通过现象学的多体自能，然后线性化的多端几何形状，以提取电流和电压的失相。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall
Nonlocal Magnetoresistance Mediated by Spin Superfluidity
两个扩散金属的电响应进行了研究，当它们连接的磁绝缘体托管拓扑稳定（超流）的自旋电流。我们讨论如何在金属中的电荷电流诱导自旋超电流状态，这反过来又产生了磁阻，取决于电路的拓扑结构。这种磁阻依赖于整个磁体的相位相干性，并为自旋超流性提供了直接证据。我们表明，驱动的磁铁与交流电流允许相干自旋输运，即使在存在的U（1）-打破磁各向异性，可以排除直流超流输运。在交流区的自旋传输显示出一系列的共振峰作为频率的函数。峰位置、高度和宽度可用于提取静态界面性质，例如，自旋混合电导和有效自旋霍尔角，并探测动态特性，如自旋波色散。因此，交流输运可以提供一个更简单的途径来实现非等轴相干自旋输运和一个有用的方式来表征磁系统，作为实现直流超流自旋输运的先驱。
2015-10-13 cond-mat.mes-hall
Hall viscosity and nonlocal conductivity of "gapped graphene"
我们计算霍尔粘度和非局部（即，依赖于波矢量$\bm q$）在强垂直磁场存在下“带隙石墨烯”（具有两个谷的非拓扑绝缘体）的霍尔电导率。使用线性响应理论在零温度范围内的狄拉克近似的朗道水平，我们提出了谷和总霍尔粘度和电导率高达$\bm q^2$在所有频率的解析表达式。虽然总霍尔粘度和电导率的最终公式与先前获得的无间隙石墨烯相似，但推导揭示了两个系统之间的显着差异。首先，当费米能级位于导带中最低朗道能级与价带中最高朗道能级之间的间隙中时，霍尔粘度和霍尔电导率都消失。只有当费米能级{ \it不在带隙中}时，才能恢复无带隙石墨烯的常见公式。其次，在有间隙的石墨烯的情况下，不可能（至少在我们目前的方法中）定义一个单谷霍尔粘度：这个量以与间隙大小成比例的强度发散。只有当两个谷都包括在内时，在两个谷中具有相反符号的发散项才抵消，并且恢复了熟悉的结果。与此相反，非局部霍尔电导率在每个谷是有限的。这些结果表明，在$q$依赖性霍尔电导率的小$q$展开中，将霍尔粘度与$q^2$的系数联系起来的Hoyos-Son公式不能应用于每个谷，而只能应用于整个系统。定义“谷霍尔粘度”的问题仍然悬而未决。
2019-08-12 cond-mat.mes-hall
Theory of Nonlocal Transport from Nonlinear Valley Responses
University of Macau（澳门大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Fudan University（复旦大学）
该研究建立非线性谷霍尔效应非局域测量理论，揭示其逆效应为谷偶对称的独特性质，通过对称分析得到允许的层群并推导信号公式，结合第一性原理预测双层Td-WTe2存在可观非局域信号，为非线性谷电子学非局域输运研究奠基。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall
Nonlocal Spin Transport Mediated by a Vortex Liquid in Superconductors
从传统的观点出发，超导涡旋作为一个寄生源的耗散电荷输运，我们建议使用移动涡旋作为拓扑稳定的信息载体自旋输运。为此，我们首先构建了一个唯象理论自旋和涡旋之间的相互转换，一个拓扑电荷携带的涡旋，在磁绝缘体和超导体之间的界面，通过调用界面自旋霍尔效应。然后，我们表明，在超导体中的涡旋液体可以作为两个磁性绝缘体之间的自旋输运通道编码的涡旋信息。两个磁性绝缘体之间的涡旋介导的非局部信号被示出为代数衰减作为它们的分离的函数，与准粒子介导的自旋输运的指数衰减形成对比。我们设想，流体动力学的拓扑激发，如超导体中的涡旋和磁体中的畴壁，可以作为一个通用的框架来讨论有序材料的长程输运性质。
2018-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gaussian-Bond Hall Viscosity and Nonlocal Hall Response of a Sampled Landau Level
Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学理论物理研究所）；Institute of Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Department of Physics, Nagoya University（名古屋大学物理学系）；Center for Spintronics Research Network, Keio University（庆应义塾大学自旋电子学研究网络中心）；CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学拓扑量子计算卓越创新中心）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学中心）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能研究开发机构先进科学研究中心）
本文揭示晶格能带中霍尔粘度由量子几何中的带投影电四极矩决定，并建立非局域霍尔电导与粘度的关系，通过贝里曲率涨落量化与朗道能级形式的偏差。
2026-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlocal spin Hall effect and spin-orbit interaction in nonmagnetic metals
对非局域自旋注入器件中的自旋霍尔效应进行了理论研究。利用非定域自旋注入技术，在非定域金属（N）中产生纯自旋电流。在N中流动的自旋电流通过自旋轨道散射而偏转，以在横向方向上感应霍尔电流并在N的边缘处积累电荷，从而产生自旋电流感应的霍尔效应。本文提出了一种提取金属自旋轨道散射信息的方法。
2006-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal correlations of the local density of states in disordered quantum Hall systems
基于最近的高分辨率扫描隧道显微镜（STM）在量子霍尔机制下对大质量二维电子气和石墨烯的实验研究，我们从理论上研究了在高磁场作用下电子在光滑无序势场中运动时局域态密度（LDoS）的无序平均非局域关联.的两个不同位置的STM尖端周围的两个量子回旋加速器环的交叉点，相关的本地无序，提供峰值的LDoS-LDoS相关性的空间色散时，intertip距离匹配的两个量子拉莫尔半径的总和。能量依赖性也显示出复杂的行为：对于局部LDoS-LDoS平均值（即，在相同的尖端位置），在朗道能级附近，尖端电压有很强的正相关关系，而在朗道能级附近，则有很弱的负相关关系。
2011-04-01 cond-mat.mes-hall
Phonon-polariton mediated thermal radiation and heat transfer among molecules and macroscopic bodies: nonlocal electromagnetic response at mesoscopic scales
热辐射现象可以强烈地受到声子和远距离电磁场在红外频率下的耦合的影响。通常采用的宏观描述的热波动往往忽略原子的影响，成为相关的纳米尺度，而纯粹的微观处理忽略了远程，几何形状相关的电磁效应。我们描述了一个介观框架，用于模拟宏观物体附近的分子之间的热波动现象，结合原子的从头计算密度泛函理论在前者的电磁散射的连续描述获得的电子和振动波动的治疗。这些效应的相互作用在介观尺度上变得特别重要，在介观尺度上，声子极化激元可以受到有限尺寸、形状和物体对电磁波动的非局部/多体响应的强烈影响。我们表明，即使在小，但特别是在细长的低维分子系统，这种效应可以修改热发射和热传递的数量级和产生定性不同的行为相比，预测的基础上，本地，偶极，或成对的近似仅在稀介质中有效。
2018-03-19 cond-mat.mes-hall
Investigation of nonlocal transport associated with the orbital Hall effect in Ti
Keio University（庆应义塾大学）
研究单层钛霍尔条的非局域输运，探讨由轨道霍尔效应驱动的轨道电流输运特征，发现非局域电阻与中央通道宽度有关，排除欧姆旁路贡献后，推测存在由轨道霍尔效应驱动的非局域输运。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numerical study of the quantum valley Hall effect
在进一步的考虑下，它似乎是散装谷电流介导的非局部电阻是不符合Landau-Buttiker形式主义。我们相信Landau-Buttiker形式主义是正确的，所宣称的体积谷电流介导的非局部电阻是值得怀疑的，实验信号应归因于其他来源。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall
Coulomb interaction unlocks Majorana-mediated electron teleportation between Quantum dots
School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院）
库仑相互作用通过打破量子点间隧道通道简并性，实现Majorana介导的非局域电子teleportation，且在噪声谱中表现出显著增强的信号。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall
Valley Pumping via Edge States and the Nonlocal Valley Hall Effect in Two-Dimensional Semiconductors
最近的实验研究了双层石墨烯中非局域输运的温度和栅极电压依赖性，确定了被认为与二维半导体的体本征谷霍尔效应相关的特征。在这里，我们使用简单的微观紧束缚带模型和唯象体输运方程，强调非局部电压信号的样品边缘的影响。我们发现，非局部谷霍尔响应是敏感的电子结构的细节在样品的边缘，它是增强时，局部纵向电导率是较大的样品边缘附近比在散装。我们讨论了最近的实验中，根据这些发现，并讨论了密切的类比之间的电子抽运谷附近的二维样品边缘的谷霍尔效应，和批量抽运谷之间由于手性异常在三维拓扑半金属。
2020-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landauer-Büttiker approach for hyperfine mediated electronic transport in the integer quantum Hall regime
量子霍尔系统中自旋极化的电子边缘态与宿主核动力学的相互作用呈现出丰富而非平凡的输运物理。在这里，我们开发了一种Landauer-Büttiker方法来理解在具有量子点接触的整数量子霍尔设置中观察到的各种实验特征。这里开发的方法需要通过超精细辅助的电子核自旋触发器过程引起的自旋分辨边间散射的唯象描述。提出了一个核自旋动力学和边态电子输运之间的自洽模拟框架，以深入研究核极化对电子输运的影响以及电子自旋极化对核自旋动力学的影响.特别是，我们表明，滞后注意到实验中的电导-电压跟踪，以及在检测到的NMR lineeshape的结果从电子输运和核极化演化之间缺乏准平衡。此外，我们提出了电路模型来模拟这种超精细介导的传输效应，以进一步促进对量子点接触周围发生的电子传输过程的清晰理解。最后，我们扩展了我们的模型来解释核能级四极分裂的影响，并描述了单光子和多光子过程中产生的电子输运特征。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Cavity-Mediated Coupling between Local and Nonlocal Modes in Landau Polaritons
本研究在朗道极化激元系统中实验证实了零动量回旋共振与有限动量磁等离激元间的非局域多模超强耦合，通过槽形腔实现，为多模光-物质相互作用工程开辟新路径。
2025-09-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlocal superconducting correlations in graphene in the quantum Hall regime
我们研究了量子化垂直磁场下三端石墨烯-超导体混合系统中的Andreev过程和非局域输运[G.- H. Lee等人，13，693（2017）]。我们发现，交叉Andreev反射（CAR）过程的振幅至关重要地依赖于晶格的取向。利用Landauer-Büttiker散射理论，我们发现对于锯齿形边缘，CAR通常很小，而对于扶手椅边缘，它可以大于正常传输，从而导致负的非局部电阻。在扶手椅边缘的情况下，具有宽的超导区域（与超导相干长度相比），CAR由于干扰效应而表现出作为磁场的函数的大振荡。这导致非局部阻力的符号变化。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal Anomalous Hall Effect
反常霍尔效应被认为是铁磁金属独特的输运性质，是由自旋极化和自旋轨道耦合共同作用引起的。然而，最近的实验表明，这种效应也发生在与磁性绝缘体（钇铁石榴石（YIG））接触的金属（Pt）中，即使采取预防措施以确保金属中没有感应磁化。我们提出了一个理论，这种效果的基础上从磁界面和自旋霍尔效应在大块的金属自旋相关的散射的联合行动。与以前的理论不同，我们预测的效果是一阶的自旋轨道耦合，就像传统的异常霍尔效应-唯一的区别是空间分离的自旋轨道相互作用和磁化。为此，我们将这种效应命名为\textit{nonlocal anomalous Hall effect}，并预言其符号将由金属中自旋霍尔角的符号决定。理论计算的AH电导率与Pt/YIG结构中的测量值符合得很好。
2015-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-mediated room-temperature quantum Hall transport in graphene
二维电子系统（2DES）中的量子霍尔（QH）效应通常在液氦温度下观察到，其中晶格振动被强烈抑制，体载流子散射由无序主导。然而，由于大的朗道能级（LL）分离（在B = 30 T下~2000 K），石墨烯可以支持高达室温（RT）的QH效应，伴随着不可忽略的声学声子群，其波矢量与逆电子磁性长度相称。在这里，我们证明，石墨烯封装在六方氮化硼（hBN）实现了一种新的传输制度，其中在QH相的耗散主要是由电子-声子散射。调查热激活运输填充因子2 RT的背栅设备的合奏，我们表明，高B-场的行为与他们的零B-场运输迁移率。通过这种方式，我们扩展了广泛接受的概念，声子有限的电阻率在超净石墨烯到一个迄今为止尚未探索的高场领域。
2023-01-20 cond-mat.mes-hall
Weak coupling theory of topological Hall effect
拓扑霍尔效应（THE）是由非共面自旋织构引起的，其特征是标量自旋手征，通常用Berry相或相关的有效磁场来描述。当传导电子与自旋织构的耦合$M$很强（强耦合区）且绝热条件满足时，该图像是合适的。然而，在弱耦合区，当耦合$M$小于电子散射率时，绝热条件不满足，Berry相位图不成立。在这样的制度，有效的磁场的自旋织构的关系可以是“非本地的”，在强耦合的情况下，与“本地”的关系。针对连续但一般自旋织构的情况，我们研究了弱耦合区域中各种特征区域的THE，即（1）扩散和局域，（2）扩散和非局域，以及（3）弹道。在自旋弛豫的存在下，在“最弱耦合”区域中又出现了两个区域：（1 '）扩散和局部区域，以及（2'）扩散和非局部区域。我们推导了每个区域的拓扑霍尔电导率（THC）的解析表达式，并发现有效场局域性的条件取决于电子的横向自旋扩散。在区域1中，自旋弛豫可以忽略，有效场是局部的，THC被发现是成比例的$M$，而不是$M^3$的最弱的耦合制度。在扩散的非局域区域（2和2 '）中，有效场由电子在扩散运动期间看到的“有效自旋”形成的自旋手征给出。将结果应用到Skyrmion晶格中，我们发现在2 '区，THC随Skyrmion密度的增加而减小，反映了有效场的非定域性，并在“定域”区的边界处出现极大值。
2018-08-14 cond-mat.mes-hall
Numerical study of the giant nonlocal resistance in spin-orbital coupled graphene
最近的实验在H型石墨烯样品中发现了由于自旋/谷霍尔效应引起的巨非局域电阻$R_{NL}$信号。有趣的是，当费米能级偏离狄拉克点时，$R_{NL}$比局域电阻$R_L$更快地下降到零，并且不满足众所周知的$R_{NL}\propto R_L^3$关系。在这项工作中，基于非平衡格林函数方法，我们解释了这种输运现象的H型石墨烯与Rashba自旋轨道耦合。当费米能接近狄拉克点时，非局域电阻相当大，并且比局域电阻尖锐得多。此外，与$R_L$相比，进一步研究了Rashba效应与$R_{NL}$快衰减之间的关系。我们发现，Rashba效应不仅有助于快速衰减，但也对$R_{NL}$本身的峰值。实际上，正是狄拉克点附近极小的态密度导致了$R_{NL}$的大峰值，而快衰减则是准弹道机制的结果。最后，我们修正了经典的计算公式$R_{NL}\propto R_L^3$，将$R_{NL}$替换为仅代表自旋霍尔效应引起的非局域电阻的$R_{Hall}$，证明了该关系式的正确性.
2016-06-14 cond-mat.mes-hall
Absence of a giant spin Hall effect in plasma-hydrogenated graphene
石墨烯中的弱自旋-轨道相互作用被预测为增加，例如，通过加氢。这将导致相当大的自旋霍尔效应（SHE）。我们采用两种不同的方法研究了弱氢化石墨烯的自旋霍尔效应。对于氢化，我们将石墨烯暴露于氢等离子体，并使用拉曼光谱来表征这种方法。然后，我们研究了氢化石墨烯的SHE在H-棒的方法，并通过直接测量的逆SHE。虽然可以观察到一个大的非局部电阻的H-酒吧结构，与其他方法的结果比较表明，这种非局部电阻是由一个非自旋相关的起源。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
Observation of Cavity-Mediated Nonlinear Landau Fan and Modified Landau Level Degeneracy in Graphene Quantum Transport
本研究通过实现太赫兹谐振腔与介观石墨烯的超强耦合，证明了腔真空场能改变Landau能级有效简并度并产生非线性Landau扇图，使量子霍尔特征对应的载流子密度降低超20%，为二维晶体腔量子电动力学研究铺路。
2025-06-26 cond-mat.mes-hall
Exchange-mediated dynamic screening in the integer quantum Hall regime
通过自洽的Hartree-Fock模拟，在整数量子Hall（IQH）体系下研究了高朗道能级下空间分辨填充因子（$ν$）分布中的多体相互作用效应.我们的研究结果表明，一个强大的，相互作用引起的倾向，以避免同时存在的部分填充的自旋向上和自旋向下的LLS。相反，我们发现，这种部分填充的LL由共存的区域满和空的LL。在满和空的LL的区域之间的边界处，我们观察到接近半奇填充的几乎恒定的$ν$的边缘条纹。这表明，交换相互作用诱导的行为类似于Hund规则的自旋分裂LL的占领。的障碍和边缘电位的筛选出现显着减少相比，静态的费米子-费米筛选。我们的结果是一致的本地，横向$ν$依赖的交换增强自旋分裂。因此，在这里探讨的量子相干长度尺度上，IQH效应的电子系统的行为类似于非相互作用的单粒子系统-不是因为不存在，而是由于多体效应的主导地位。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall
Electron-mediated ferromagnetism and small spin-orbit interaction in a molecular-beam-epitaxy grown n-type $GaAs/Al_{0.3}Ga_{0.7}As$ heterostructure with Mn $δ$-doping
我们报告的第一个证据，电子介导的铁磁性在分子束外延（MBE）生长的$GaAs/Al_{0.3}Ga_{0.7}As$异质结构与Mn $δ$掺杂。当温度低于居里温度（$T_{C} \sim 1.7K$）并且通过选通使二维电子气（2DEG）靠近Mn层时，磁性掺杂剂（Mn）和二维电子气（2DEG）之间的相互作用实现磁有序化。的异常霍尔效应（AHE）的总霍尔电阻的贡献被证明是约三至四个数量级小于在空穴介导的铁磁性的情况下，表明存在小的自旋轨道相互作用。
2008-07-02 cond-mat.mes-hall
Unconventional anomalous Hall effect in 3d/5d multilayers mediated by the nonlocal spin-conductivity
我们在生长在薄Pt层或薄Au：W合金上的3d/5d（Co 0.2nm/Ni 0.6nm）N多层膜中发现了异常霍尔效应（AHE）。在AHE上观察到的反转起源于与Ni相比Pt的自旋-轨道耦合的相反符号。通过基于自旋相关Boltzmann形式描述自旋电流分布的先进模拟方法，我们提取了Pt和（Co/Ni）的自旋霍尔角（SHA）以及相关的输运参数。对于Pt，+20%的提取的SHA与（Co/Ni）的提取的SHA相反，从而对于薄（Co/Ni）多层膜（N < 17）产生有效的AHE反转。发现Pt中的自旋霍尔角大于先前在电流垂直于平面的几何结构中的组合自旋泵浦逆自旋霍尔效应实验中测得的自旋霍尔角。而磁邻近效应不能解释的效果，自旋电流泄漏和各向异性电子散射在Pt/（Co，Ni）接口符合实验。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cavity-mediated electron hopping in disordered quantum Hall systems
我们研究了无序量子霍尔系统中由腔真空场介导的电子长程跳跃的出现。我们发现，反向旋转（反共振）的光-物质相互作用产生了一个有效的跳跃无序本征态之间的最后占领朗道带。这个过程涉及到许多等于朗道简并度的中间态：每个中间态都由一个虚腔光子和一个在下一个朗道带中激发的具有相同自旋的电子组成。我们研究了这样一个腔介导的跳跃机制在一个随机无序的潜在的边缘附近的壁电位的双重存在下，占顺磁耦合和抗磁重整化。我们确定的腔介导的散射率，显示散装和边缘状态的影响。边缘状态的影响示出增加时，他们的能量接近无序体带，而更高的能量的边缘状态变得渐近自由。我们确定的标度性质，同时增加朗道带简并。量子霍尔物理学的后果和未来的前景进行了讨论。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Nonlocal Transport in Cr-doped (Bi,Sb)2Te3: Absence of Nonchiral Edge States
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University Of Maryland（马里兰大学）
本研究通过实验发现Cr掺杂的(Bi,Sb)2Te3中不存在非手性边缘态，其输运行为符合简单欧姆定律模型，对高温量子反常霍尔效应的前景提出质疑。
2025-11-19 cond-mat.mes-hall
Origins of Nonlocality near the Dirac Point in Graphene
我们提出了一个实验研究的非局域电信号附近的狄拉克点在石墨烯。非局域信号的面内磁场依赖性证实了自旋在这种效应中的作用，正如最近对石墨烯中塞曼自旋霍尔效应的预测所预期的那样，但我们的实验表明，热磁电效应也有助于非局域性，并且这种效应有时比自旋更强。热效应被认为是非常敏感的样品的细节，不影响其他运输参数。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall
Robust Surface Hall Effect and Nonlocal Transport in SmB6: Indication for an Ideal Topological Insulator
拓扑绝缘体（TI）是一种不寻常的量子态，其中绝缘体在拓扑上不同于真空，从而产生独特的金属表面，其对时间反演不变扰动具有鲁棒性。然而，这些表面输运性质仍然难以从现有的TI晶体（Bi 2Se 3、Bi 2 Te 3和Sb 2 Te 3）中的体中分离，这是由于杂质引起的体传导。我们报道了拓扑近藤绝缘体（TKI）候选材料SmB 6的大晶体中的与厚度无关的表面霍尔效应和非局域输运，其对包括机械磨损在内的扰动是鲁棒的。这些结果证明，在低温下，SmB 6具有坚固的金属表面，包围着真正绝缘的大块，为在这种拟议的TKI材料中进行表面态的传输研究铺平了道路。（xia. uci.edu）。
2013-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-valley Hall transport induced by spontaneous symmetry breaking in half-filled zero Landau level of bilayer graphene
当手征对称性被破坏时出现的本征霍尔电导率是未来低能耗器件的核心，因为它可以产生非耗散电荷中性电流。即使对于中心对称的晶体材料，电子关联也会导致对称性破缺。然而，由这种自发对称性破缺引起的本征霍尔电导率产生非耗散电荷中性电流在实验上是难以捉摸的。在这里，我们报告固有的霍尔电导率和产生的非耗散电荷中性电流的自发反铁磁状态的零朗道水平的双层石墨烯，其中自旋和谷对比霍尔电导率已被理论预测。我们进行了非局域输运实验，发现了局域电阻和非局域电阻之间的立方标度关系，作为本征霍尔效应的有力证据。这种自发霍尔输运的观测是理解电子相关效应对非耗散输运的一个里程碑。我们的结果也铺平了一条道路，通过在这种对称性破缺状态下的自旋和谷的耦合与谷霍尔效应在非磁性石墨烯的自旋电流的发电。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Absence of nonlocal resistance in microstructures of PbTe quantum wells
我们报告的实验允许设置上限的自旋霍尔效应和边缘通道的PbTe量子阱嵌入PbEuTe屏障之间的电导的大小。我们重新检查以前的数据获得的外延结构的n型PbSe和PbTe，其中明显的非局部效应和可重复的磁阻振荡被found. In这里，我们表明，这些效应所带来的准周期网络的线程位错相邻的BaF $_2$衬底，这会引起一个p型界面层和相关的寄生并联电导。然后，我们提出的调制掺杂的PbTe/（Pb，Eu）Te：Bi异质结的寄生平行电导的影响最小化，并已观察到量子霍尔运输的微观结构上的运输测量结果，在类似的样品，以前。这些结构具有H形几何形状，并且它们被图案化为嵌入在Pb $_{0.92}$ Eu $_{0.08}$ Te势垒之间的12 nm厚的应变PbTe量子阱。该结构具有不同的横向尺寸对应于扩散和弹道电子输运在非等效L谷。对于这些结构没有非局部电阻检测确认PbTe是一个平凡的绝缘体。自旋霍尔角γ的大小估计是小于0.02的PbTe/PbEuTe微结构中的扩散制度。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall
Nonlocal transport near the charge neutrality point in a two-dimensional electron-hole system
研究了在20 nm碲化汞量子阱中同时存在电子和空穴的二维系统的非局域电阻。在垂直磁场作用下，在电荷中性点（CNP）附近发现了较大的非局域电响应。我们将观察到的非定域性归因于边缘态通过反向传播手征模的输运，类似于零磁场下的量子自旋霍尔效应和朗道填充因子$ν=0$附近的石墨烯
2012-05-31 cond-mat.mes-hall
Nonlocal Electronic Spin Detection, Spin Accumulation and the Spin Hall effect
近年来，电自旋注入和探测已成为自旋电子学中一个活跃的研究领域。通常通过铁磁源实现顺磁材料中的自旋注入，而分别通过第二铁磁体或倒数自旋霍尔效应检测感应的自旋累积或相关的自旋电流。本文综述了这一课题的现状，描述了最近的进展和公认的结果。重点是实验技术和成就，带来了重要的进展，自旋现象和可能的技术应用。这些进展包括，除其他外，在各种材料，如金属，半导体和石墨烯的自旋扩散和旋进的表征，作为偏置电压的函数的隧穿电子的自旋极化的确定，以及在具有纯自旋电流的纳米级铁磁颗粒中实现磁化反转。
2009-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field mediated conductance oscillation in graphene p-n junctions
从理论上研究了石墨烯pn结在垂直磁场作用下的电子输运。在低磁场下，输运由朗道能级的共振隧穿决定，电导随磁场的变化呈现Shubnikov-de Haas振荡。在较高的磁场下，pn结处于准经典区，蛇态的形成导致了随磁场变化的周期性背散射和透射。电导振荡模式由双极区上的磁场和载流子浓度两者介导。当介质磁场处于上述两个区域之间时，共振隧穿、蛇态振荡和Aharanov-Bohm干涉的综合作用将导致电导的不规则振荡。在很高的磁场下，系统处于量子霍尔区。在无序状态下，低磁场下的量子隧穿效应受到轻微影响，高磁场下蛇态的振荡受到抑制。在量子霍尔机制中，电导是一个常数，正如混合规则所预测的那样。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall
Spin mediated enhanced negative magnetoresistance in Ni80Fe20 and p-silicon bilayer
在这项工作中，我们提出了一个实验研究自旋介导的增强负磁电阻在Ni_（80）Fe_（20）（50 nm）/p-Si（350 nm）双层。电阻测量显示，对于3 T的面外施加的磁场，双层样品的电阻降低约2.5%，而氧化物样品上的Ni 80 Fe 20（50 nm）的电阻降低1.3%。在Ni_（80）Fe_（20）薄膜中，负磁电阻效应归因于各向异性磁电阻效应。我们认为自旋霍尔效应引起的自旋极化是双层膜中观察到的负磁电阻增强的根本原因。硅具有弱的自旋轨道耦合，因此自旋霍尔磁阻测量是不可行的。我们用V2ω和V3ω作为磁场和磁场在垂直于电流方向上的角旋转的函数来解释自旋霍尔效应。磁场的角旋转对V2ω和V3ω都表现出正弦行为，这归因于自旋-霍尔效应介导的自旋极化引起的自旋-声子相互作用。我们认为自旋极化导致空穴-声子散射的减少，从而导致负磁电阻的增强。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall Current and Nonlocal Transport in Ferromagnet-Free Multi-band models for SrTiO3-Based Nanodevices in the presence of impurities
本文用含杂质多带模型与线性响应理论计算 LaAlO3/SrTiO3 二维电子气的自旋霍尔电导，复现实验趋势并揭示其仅被部分屏蔽。
2023-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tailoring neuromorphic switching by CuNx-mediated orbital currents
电流感生自旋轨道力矩（SOT）被认为是驱动自旋轨道电子器件中神经形态行为的一种很有前途的机制。重金属基磁性异质结构中的强SOT主要归因于自旋轨道耦合（SOC）引起的自旋霍尔效应（SHE）和/或自旋Rashba-Edelstein效应（SREE）。最近，已经提出了诸如轨道角动量（OAM）诱导的轨道霍尔效应（OHE）和/或轨道Rashba-Edelstein效应（OREE）的无SOC机制，以产生与来自常规自旋霍尔机制的那些相当大的扭矩。在这项工作中，我们表明，轨道电流可以有效地产生氮化轻金属铜。通过调整氮掺杂浓度，Pt/Co/CuNx磁性异质结构中的整体类阻尼SOT效率（包括自旋电流和轨道电流贡献）可以在~ 0.06至0.4之间进行调整。电流感应磁化翻转进一步验证了这种轨道电流的有效性，临界翻转电流密度低至Jc ~ 5 x 10^10 A/m2。最重要的是，在这种异质结构中可以观察到轨道电流介导的忆阻开关行为，这表明巨大的SOT和有效的磁化开关是忆阻开关适用窗口的折衷。我们的工作提供了深入了解轨道电流可能在SOT神经形态器件中发挥的作用，并为制造节能的自旋轨道器件铺平了新的道路。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall
Observation of giant nonlinear valley Hall effect
本研究在石墨烯-氮化硼莫尔超晶格中首次实验观测到非线性谷霍尔效应，其幅度超过线性响应且可由栅压调控，并基于此提出谷整流器将交流电荷电流转化为直流谷电流。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnet-Mediated Spin Transfer Between Metal and Ferromagnet
我们开发了一个理论的自旋传输相干尼尔动力学通过一个反铁磁绝缘体耦合到一个铁磁绝缘体的一侧和一个载流的正常金属与强自旋轨道耦合的其他。铁磁体被认为是在单畴的限制，我们假设它耦合到本地反铁磁体尼尔秩序在铁磁体|反铁磁界面通过交换耦合。在另一个界面的电荷电流和本地尼尔秩序之间的耦合使用自旋霍尔现象。自旋输运通过反铁磁体，假设具有易轴磁各向异性，在绝热近似内解决和自旋电流流入铁磁体上的共振线宽的效果进行评估。Onsager互易性被用来评估反铁磁厚度的函数的动态铁磁体的金属两端产生的反自旋霍尔电压。
2015-02-13 cond-mat.mes-hall
Field Theory of Quantum Hall Effects, Composite Bosons, Vortices and Skyrmions
基于\CB图像，建立了量子霍尔效应的场论.它与微观波函数理论密切相关。其特征在于，场算符仅仅描述了代表偏离劳克林态的物理自由度。它是分析\LLL激发态的有力工具。结果表明，在无自旋量子霍尔系统中，所有的激发都是非局域拓扑孤子。另一方面，在自旋自由度的存在下，它表明，一个量子相干性自发地发展，其中激发包括一个Goldstone模式，除了非局域拓扑孤子。孤子是分别带有U（1）和SU（2）拓扑荷的涡旋和Skyrmion。它们的经典组态是由它们的微观波函数导出的。Skyrmion仅仅表现为\LLL中的低能激发，而不是有效非线性西格玛模型的解。我们使用它作为Skyrmion理论的一致性检查，Skyrmion在Skyrmion尺寸的消失极限中被减少到涡旋。我们评估了一个Skyrmion的激活能，并与实验数据进行了比较。
1998-03-13 cond-mat.mes-hall
Nonlocal magnon spin transport in yttrium iron garnet with tantalum and platinum spin injection/detection electrodes
在非局域实验中研究了磁性绝缘体钇铁石榴石（YIG）中的磁振子自旋输运，并比较了重金属顺磁电极铂（Pt |YIG| Pt）和钽（Ta |YIG| Ta）的磁振子自旋激发和探测。电注入和检测过程依赖于重金属中的（逆）自旋霍尔效应以及重金属处电子自旋和磁振子自旋之间的转换|YIG接口。Pt和Ta具有相反的自旋霍尔角符号。此外，它们与YIG的异质结构具有不同的界面性质，即自旋混合电导。通过改变注入器和探测器之间的距离，研究了磁振子自旋输运。利用基于扩散-弛豫输运理论的电路模型，从Pt和Ta器件中提取了相似的~ 10 μm的磁振子弛豫长度。通过改变注入器和探测器材料，观察到界面性质对磁振子自旋输运的影响。对于Ta器件YIG的自旋混合电导减少与Pt器件相比，这是定量一致的，当比较的依赖性的非本地信号的注入器-检测器的距离与预测从电路模型。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall
