Berry Phase origin of the planar spin Hall effect
Berry相位起源阐述了最近发现的平面自旋霍尔效应，其特点是在霍尔偏转平面内的电流诱导自旋极化。我们揭示了控制平面自旋霍尔效应的自旋排斥矢量，为识别本征平面自旋霍尔材料提供了一个透明的标准。在13个晶体点群中发现了有限的自旋排斥矢量，揭示了大量未被探索的平面自旋Hall系统。我们的结果可用于平面自旋霍尔效应的定量计算，为进一步的材料搜寻和实验研究提供了方便。
2021-10-21 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin Hall effect in silicene: transition from spin Hall to normal insulator
在线性响应理论和格林函数理论的框架下，从理论上研究了二维硅烯自旋霍尔效应的内禀贡献。当施加一个外部电压垂直于硅烯平面时，自旋霍尔电导率显示出从低电压下的自旋霍尔绝缘体相到高电压下的常规绝缘体相的转变。这种转变类似于最近报道的双层石墨烯中的相变。硅烯中导致这种转变的自旋-轨道相互作用比石墨烯中的强得多，这应该可以在实验中观察到这种转变。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall
Spin force and intrinsic spin Hall effect in spintronics systems
利用自旋力图像研究了一类自旋轨道耦合系统中的自旋霍尔效应。我们推导了自旋力和自旋电流之间的一般关系方程，并证明了纵向力分量可以诱导自旋霍尔电流，由此我们重现了以前用久保公式得到的自旋霍尔电导率。这个简单的自旋力图像给出了一个清晰直观的解释SHE。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall
Spin resolved Hall effect driven by spin-orbit coupling
利用Landauer-Buttiker方法，数值计算了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的二维介观系统中的自旋电流和霍尔电流.结果表明，当两种自旋轨道耦合共存时，电场和自旋霍尔电流同时存在，而当其中一种耦合不存在时，电场霍尔电导消失。在强无序状态下，电子电导和自旋霍尔电导被抑制，但在弱无序状态下，电子电导和自旋霍尔电导仍然存在。从物理上可以理解，自旋轨道耦合产生的自旋动力横向“力”是自旋霍尔电流形成的原因，而横向反射对称性的缺乏是霍尔电流的起源。
2005-04-15 cond-mat.mes-hall
Understanding spin Hall effect in two-dimensional fermionic systems with generic spin-orbit interaction
我们深入研究了一般自旋轨道耦合二维费米子系统中的自旋霍尔效应。我们解析地导出了引起自旋霍尔效应的自旋-轨道力，并发现它具有类似“洛伦兹力”的形式。我们还导出了产生这种力的赝磁场。我们建立了自旋霍尔电导率、磁通量子与这个赝磁场之间的关系，类似于电荷霍尔电导率、磁通量子与外场之间的关系。我们还提出了一个精确的封闭形式的自旋霍尔电导率在一个通用的自旋轨道耦合系统。根据自旋轨道相互作用的维数，自旋霍尔电导率取决于Rashba参数和费米子密度的不同组合。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall
New pathways towards efficient metallic spin Hall spintronics
由于自旋-轨道相互作用，自旋霍尔效应使自旋电流和电荷电流相互转换，这使得能够方便地发电和检测扩散自旋电流，甚至磁性固体中的集体自旋激发。在这里，我们回顾了最近的实验工作，探索有效的自旋霍尔探测器材料，以及新的方法来驱动集体磁化动力学和操纵自旋纹理的自旋霍尔效应。这些研究也有望影响实际的自旋电子学应用超出其在基础研究中的意义。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall
Anomalous spin Hall effects in Dresselhaus (110) quantum wells
讨论了Dresselhaus（110）量子阱中本征型反常自旋霍尔效应。对于面外自旋分量，反对称电流诱导的自旋极化诱导相反的自旋霍尔积累，即使没有由于Dresselhaus（110）耦合的自旋轨道力。这种自旋霍尔感应的一个令人惊讶的特征是，自旋累积符号在偏压反转时不改变。自旋霍尔感应对自旋霍尔积累的贡献和由于内禀自旋-轨道力以及外禀自旋散射引起的自旋偏离，可以简单地通过反转偏置来直接区分。对于面内分量，弱Rashba耦合导致一种新型的$S_y$内禀自旋霍尔效应，这完全是由于自旋轨道力驱动的自旋分离。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall conductivity and optical characteristics of noncentrosymmetric quantum spin Hall insulators: the case of PbBiI
本研究通过理论分析揭示了非中心对称量子自旋霍尔绝缘体PbBiI的光学性质与自旋霍尔电导率，发现其动态自旋霍尔电导率较小，需借助外部磁场或磁性材料来产生交流自旋电流。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall
Hybrid Spin Noise Spectroscopy and the Spin Hall Effect
本文提出了一种新的混合自旋噪声光谱技术，它对自旋霍尔效应敏感。结果表明，标准自旋-自旋关联函数对自旋霍尔效应不敏感，而自旋-横向电压关联函数和横向电压-电压关联函数分别提供了自旋霍尔系数的线性和二次灵敏度.横向电压和自旋涨落之间的相关性表现为自旋霍尔效应的自旋-电荷耦合基础。我们期望所提出的方法可以在半导体自旋-电荷耦合的研究中得到应用。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall
Nature of Spin Hall Effect in a finite Ballistic Two-Dimensional System with Rashba and Dresselhaus spin-orbit interaction
数值研究了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的有限弹道二维系统的自旋霍尔效应。我们发现自旋霍尔电导对横向测量位置、器件的形状和尺寸以及自旋-轨道相互作用的强度非常敏感。自旋霍尔电导不仅幅度可以改变，而且符号也可以改变。自旋霍尔效应的这种非普适行为本质上不同于电荷霍尔效应的非普适行为，在电荷霍尔效应中，霍尔电压几乎不随横向测量位置而变化，并且是磁场强度的单调函数。自旋霍尔电导的这些令人惊讶的行为归因于自旋霍尔系统的本征态在横向上扩展并且不形成边缘态。
2006-05-31 cond-mat.mes-hall
Spin Transfer Torques induced by Spin Hall Effect
从理论上研究了由铁磁材料和顺磁材料组成的双层结构中由自旋霍尔效应引起的自旋积累和自旋转移矩。考虑自旋翻转和自旋霍尔效应的电荷和自旋扩散方程分别在简化和复杂几何结构下进行了解析和数值求解。结果表明，自旋霍尔效应可以有效地产生自旋力矩，并可以通过改变结构几何形状来进一步增强。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall
Multiple Quantum Phases in Graphene with Enhanced Spin-Orbit Coupling: From the Quantum Spin Hall Regime to the Spin Hall Effect and a Robust Metallic State
我们报告了一个有趣的过渡，从量子自旋霍尔相的自旋霍尔效应后分离的铊吸附原子吸附到石墨烯表面。Landauer-Büttiker和Kubo-Greenwood模拟用于访问实际尺寸的无序铊功能化石墨烯系统中的边缘和体输运物理。我们的研究结果不仅量化了吸附原子聚集在形成的拓扑状态的不利影响，但也提供了证据的出现自旋积累在相对的样品边缘驱动的自旋相关的散射诱导的铊岛，这最终导致在最小的体电导率$\sim 4e^{2}/h$，不敏感的本地化效应。
2014-12-27 cond-mat.mes-hall
`Spin-Spin' Hall Effect in Two-Dimensional Electron Systems with Spin-Orbit Interaction
本文计算了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维电子系统的自旋霍尔电导率。其显著特征是，除了通常的自旋霍尔电导率σ^ z_{xy}（其对应于由于施加横向电荷电流而引起的平面外自旋电流的感应）之外，还存在新颖的自旋霍尔电导率σ^ \perp_{xy}，其由于通过施加平面内自旋极化电流而在横向方向上引起横向自旋极化电流而产生。我们称之为“自旋-自旋”的霍尔效应是传统霍尔效应的自旋模拟，但没有磁场。这种贡献可以通过自旋扩散方程来理解。
2006-11-15 cond-mat.mes-hall
Crossover of spin Hall to quantum anomalous Hall effect in PbC/MnSe heterostructures
本文研究了PbC/MnSe异质结在圆偏振光照射下的拓扑性质和霍尔电导。在高频区，能隙，陈数和霍尔电导率分别基于Floquet理论和格林函数形式的研究。自旋轨道耦合与光的相互作用导致反常霍尔态与自旋霍尔态之间的拓扑相变，这与两个虚光子的发射和吸收有关。反常霍尔电导率与光的偏振态有关，而自旋霍尔电导率与光的偏振态无关。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall
Spin-circuit representation of spin pumping into topological insulators and determination of giant spin Hall angle and inverse spin Hall voltages
本文构建了自旋泵浦进入拓扑绝缘体的自旋电路表示，考虑体态与表面态平行通道，发现高电导表面态主导了自旋混合电导率与逆自旋霍尔电压的增加，测定出接近最大值1的巨型自旋霍尔角，并引入自旋吸收层使逆自旋霍尔电压翻倍。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall conductivity of a disordered 2D electron gas with Dresselhaus spin-orbit interaction
本文计算了任意自旋轨道相互作用下无序二维电子气的自旋霍尔电导率。我们发现，在电子输运的扩散区，当自旋轨道耦合仅由Rashba相互作用表示时，由于杂质散射，均匀系统的直流自旋霍尔电导率变为零。然而，当考虑Dresselhaus相互作用时，自旋霍尔电流不为零。我们还考虑了非均匀电场诱导的自旋霍尔电流。结果表明，随时间变化的电荷诱导自旋霍尔电流的漩涡。
2005-04-06 cond-mat.mes-hall
Evaluation of spin diffusion length and spin Hall angle of antiferromagnetic Weyl semimetal Mn$_3$Sn
反铁磁Weyl半金属Mn $_3$ Sn在室温下产生强烈的本征反常霍尔效应（AHE），这是由于Kagome平面的时间反演对称性破缺电子带产生的大的动量-空间Berry曲率。这促使我们研究内禀自旋霍尔效应，这是一种与内禀自旋霍尔效应起源相同的横向现象。我们报道了在室温下用自旋吸收方法在纳米晶Mn $_3$ Sn纳米线中进行的逆自旋霍尔效应实验，该方法使我们能够定量地导出同一器件中的自旋扩散长度和自旋霍尔角。我们观察到明确的吸收的自旋电流在Mn $_3$ Sn纳米线时，保持与横向自旋阀器件的自旋输运通道接触。我们估计自旋扩散长度$λ_{s(Mn_3Sn)}$ $\sim$ 0.75 $\pm$ 0.67 nm从没有Mn $_3$ Sn纳米线的相同参考横向自旋阀的自旋信号的比较。从逆自旋霍尔测量，我们评估自旋霍尔角$θ_{SH}$ $\sim$ 5.3 $\pm$ 2.4 $\%$和自旋霍尔电导率$σ_{SH}$ $\sim$ 46.9 $\pm$ 3.4（$\hbar/e$）（$Ω$ cm）$^{-1}$。估计的自旋霍尔电导率在符号和幅度上与理论预测的本征$σ_{SH}^{int}$ $\sim$ 36-96（$\hbar/e$）（$Ω$ cm）$^{-1}$一致。在与自旋霍尔器件同时制备的纳米霍尔棒中，我们也观察到了室温下的反常霍尔效应。大的异常霍尔电导率以及足够的自旋霍尔电导率使M…
2019-02-18 cond-mat.mes-hall
Effective model analysis of intrinsic spin Hall effect with magnetism in stacked-kagome Weyl semimetal Co3Sn2S2
本研究通过堆叠kagome外尔半金属Co3Sn2S2的紧束缚模型，理论分析其本征自旋霍尔效应，发现自旋霍尔电导率随磁矩方向显著变化，面外自旋霍尔电流可诱导表面自旋积累，有助于自旋轨道矩驱动的垂直磁化翻转。
2023-05-24 cond-mat.mes-hall
Quantum Spin Hall and Quantum Anomalous Hall States Realized in Junction Quantum Wells
量子自旋霍尔态和量子反常霍尔态都是量子物质的新态，具有广阔的应用前景。我们提出包括II-VI、III-V或IV半导体的结量子阱作为实现量子自旋霍尔态的一大类新材料。特别地，我们发现量子自旋霍尔态的体带隙可以大到0.1 eV。此外，磁性掺杂还可以在带反转区产生带边奇异性，从而在量子阱中产生铁磁性，实现量子反常霍尔态。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall
Spin anomalous-Hall unidirectional magnetoresistance
我们预测的自旋反常霍尔单向磁阻（AH-UMR）在导电双层铁磁层和一个非磁性层，这并不$\textit{not}$依赖于自旋霍尔效应在正常的金属层$-$形成鲜明对比的单向自旋霍尔磁阻$-$，但相反，产生于自旋反常霍尔效应在铁磁层。物理上，它是由自旋反常霍尔效应引起的电荷-自旋转换，与结构反转不对称性合谋在铁磁层中产生净非平衡自旋密度，当所施加的电流或磁化方向反转时，这反过来调制双层的电阻。分析了自旋AH-UMR效应对材料和几何参数的依赖性，并与其他非线性磁电阻效应进行了比较。特别是，我们表明，在磁性双层自旋异常霍尔和自旋霍尔效应是可比的，整体UMR可能会经历一个符号的变化时，任何一层的厚度是不同的，这表明一个计划来量化自旋霍尔或自旋异常霍尔角通过非线性传输测量。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in AA-stacked bilayer graphene
从理论上研究了AA堆叠双层石墨烯中的内禀自旋霍尔效应。从相应的$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$哈密顿量得到了狄拉克点附近态的低能电子能谱。自旋霍尔电导率在线性响应制度内确定的格林函数形式主义。还分析了自旋霍尔绝缘体相存在的条件，结果表明，自旋霍尔绝缘体相可以存在于足够大的自旋轨道耦合中，这在光谱中打开了一个缺口。垂直于石墨烯平面的电场则导致间隙宽度的减小和自旋霍尔绝缘体相的抑制。还从零温自旋霍尔电导率计算了低温自旋能斯特效应。
2013-08-26 cond-mat.mes-hall
Large spin current generation by the spin Hall effect in mixed crystalline phase Ta thin films
重金属/铁磁双层膜中的磁化通过自旋轨道扭矩的操纵需要重金属的高自旋霍尔电导率。我们利用共面波导宽带铁磁共振装置测量了不同晶相Ta的Py/Ta系统的反自旋霍尔电压。我们证明了测量的自旋混合电导和自旋霍尔电导与Ta薄膜的晶相之间的强相关性。我们发现一个大的自旋霍尔电导$-2439~(\hbar/e)~Ω^{-1}$ cm $^{-1}$低电阻率（68 $μΩ-$ cm）Ta膜具有混合晶相，我们归因于一个外在的机制的自旋霍尔效应。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall
The anomalous Hall conductivity due to the vector spin chirality
本文从理论上研究了$s$ - $d$模型中由于局域自旋携带的矢量自旋手征所引起的反常霍尔效应。我们将证明，矢量自旋手征确实诱导局部霍尔效应的存在下，电子自旋极化，而全球霍尔效应消失，如果电子输运是均匀的。这种反常的霍尔效应可以用与矢量手征相关的自旋电流的旋转分量来解释。
2008-11-06 cond-mat.mes-hall
Crossover between spin swapping and Hall effect in metallic systems
我们从理论上研究了自旋霍尔效应和自旋交换之间的交叉，这是一种最近预测的现象，其存在于电流与其自旋极化方向之间的互换[Lifshits和Dyakonov，Phys.Rev.Lett. 103，186601（2009）]。采用自旋轨道耦合无序的紧束缚模型，对自旋霍尔效应、自旋弛豫和自旋交换进行了同等处理。我们证明了自旋霍尔效应和自旋交换作为自旋轨道耦合和无序强度的函数呈现出非常不同的依赖性。结果表明，自旋交换甚至可能超过自旋霍尔效应.本文提出了三种用于金属自旋交换效应实验观测的装置。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Hall effect driven by chiral spin order
预测了介观系统中由于自旋手征性而产生的霍尔效应。我们考虑了一个四端霍尔系统，该系统具有涡旋畴壁的几何形状，在涡旋中心附近出现强的自旋手征。假设传导电子的费米能与绝热近似不再有效的交换耦合能相当。我们的结果表明，霍尔效应的电压降和自旋电流出现在横向。指出了这种霍尔效应与自旋轨道相互作用系统中常规自旋霍尔效应的相似性。
2006-07-06 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Effects in Antiferromagnets
最近的实验表明反铁磁体具有自旋霍尔效应。研究了具有Rashba自旋轨道耦合和无序的正方晶格上反铁磁体的紧束缚模型。通过对Landauer-B $\ddot{\text{u}}$ ttiker形式中连接到水库的有限系统进行精确对角化，我们计算了响应于纵向电压差的横向自旋霍尔电流。令人惊讶的是，反铁磁体的自旋霍尔电导可以比正常金属大得多。我们比较我们的结果贝里相位诱导自旋霍尔效应的本征贡献的久保公式。在体系统中的贝里相诱导的本征自旋霍尔电导率表现出相反的行为：大的交换耦合AF急剧减少自旋霍尔电流。
2020-04-14 cond-mat.mes-hall
Spin-flip and spin-wave excitations in arbitrarily polarized quantum Hall states
利用费米子Chern-Simons规范理论，在低塞曼能量极限下研究了任意极化量子霍尔态的自旋翻转和自旋波激发.我们证明了自旋翻转关联函数不能被Chern-Simons规范场的涨落重整化。因此，给定整数量子霍尔态的激发与具有与整数量子霍尔态相同的分子的最低朗道能级中的分数量子霍尔态相同。完全和部分极化状态只具有自旋波激发，而自旋翻转激发是可能的所有状态，无论其极化。
1996-12-18 cond-mat.mes-hall
Conserved Spin and Orbital Angular Momentum Hall Current in a Two-Dimensional Electron System with Rashba and Dresselhaus Spin-orbit Coupling
通过对自旋和轨道角动量（OAM）流分别引入自旋和OAM矩修正，从理论上研究了具有Rashba和Dresselhuas自旋轨道耦合的高迁移率二维电子系统中的自旋和轨道角动量（OAM）霍尔效应.我们发现，当两个能带都被占据时，自旋霍尔电导率仍然是常数（即，与载流子密度无关），然而，其具有与先前值相反的符号。自旋霍尔电导率一般不会被OAM霍尔电导率抵消。OAM霍尔电导率也与载流子密度无关，但取决于Rashba与Dresselhaus自旋轨道耦合的强度比，这表明可以通过调节栅极电压来调节Rashba耦合来操纵总霍尔电流。我们注意到，在纯Rashba系统中，虽然由于角动量守恒，自旋霍尔电导率被OAM霍尔电导率完全抵消，但自旋霍尔效应仍然可以表现为非零磁化霍尔电流和样品边缘的有限磁化，因为与电子自旋相关的磁偶极矩是OAM的两倍。我们还评估了电场引起的OAM，并讨论了OAM霍尔电流的起源。最后，我们发现自旋和OAM霍尔电导率与Berry矢量（或规范）势密切相关。
2006-05-04 cond-mat.mes-hall
Extrinsic Spin Hall Effect Induced by Iridium Impurities in Copper
通过在横向自旋阀结构中向铜铱线注入纯自旋电流，研究了铜中铱杂质引起的非本征自旋霍尔效应。当没有Ir杂质时没有观察到自旋霍尔效应，CuIr的自旋霍尔电阻率随杂质浓度线性增加。CuIr的自旋霍尔角，$(2.1 \pm 0.6)$ %，在整个浓度范围在1%和12%之间，实际上是独立的温度。这些结果代表了一个明显的例子，主要的斜散射非本征贡献的自旋霍尔效应的合金。
2011-03-23 cond-mat.mes-hall
Influence of dephasing process on the quantum Hall effect and the spin Hall effect
研究了在垂直均匀磁场中，相位弛豫过程对介观二维四端霍尔交叉杆（有或无Rashba自旋轨道相互作用）的霍尔电阻和自旋霍尔电流的影响.我们发现当系统尺寸远大于相位相干长度时，具有偶数个边缘态的霍尔电阻的平台可以在非常强的相位弛豫下存活。另一方面，SOI产生的奇整数霍尔电阻平台很容易被磁场与SOI之间的竞争过程中的弱相位弛豫所破坏，从而使边缘态离域。此外，我们还研究了横向自旋霍尔电流，发现当费米能级穿过系统的朗道带时，横向自旋霍尔电流呈现共振行为。相位弛豫过程削弱了共振自旋霍尔电流，增强了非共振自旋霍尔电流。
2008-06-13 cond-mat.mes-hall
Indication of intrinsic spin Hall effect in 4d and 5d transition metals
我们研究了4 $d$和5 $d$过渡金属Nb，Ta，Mo，Pd和Pt的自旋霍尔效应，通过在横向自旋阀结构中引入自旋吸收方法，其中大的自旋电流优选地弛豫到过渡金属中，表现出强的自旋-轨道相互作用。因此，非局域自旋阀测量使我们能够评估其自旋霍尔电导率。自旋霍尔电导率的符号根据$d$电子的数量而系统地变化。这一趋势与最近基于内禀自旋霍尔效应的理论计算相一致。
2011-05-06 cond-mat.mes-hall
Spin Imbalanced anomalous Hall effect and Magnus Hall effect of Bilayer Silicene
硅烯被认为具有多个拓扑相，这取决于环境参数，如门控电压和邻近感应交换场。两种典型的拓扑相是量子自旋霍尔相和量子反常霍尔相。我们发现，在反铁磁交换场和（或）门控电压的存在下，双层硅烯具有两个自旋的Chern数的符号和大小都不同的拓扑相，即两个自旋的反常霍尔效应不平衡.拓扑相位是通过三重带反转产生的，该三重带反转通过$\pm3$改变上带和下带的陈数。相位宿主大反常自旋霍尔响应。同时，由于双层硅烯在三带反转区附近存在较大的三角翘曲，因此Magnus霍尔效应较大。这一发现丰富了双层硅烯作为自旋电子器件候选材料的拓扑体系。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall
Hall and spin Hall viscosity ratio in 2d topological insulators
研究了拓扑绝缘体模型对度规扰动的响应。在本文中，我们引入了一个新的量，霍尔粘度粒子密度比，这是类似于由AdS/CFT对应建议的粘度熵比。这个量对应于表征量子霍尔态的填充分数，因此它可以在Halfman的零场量子霍尔系统中讨论。我们还考虑了与自旋流有关的时反不变量子自旋霍尔系统中的无耗散粘性。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall
Estimating spin diffusion length and spin Hall angle from spin pumping-induced inverse spin Hall voltages
利用自旋抽运实验估算高自旋轨道耦合材料的自旋扩散长度存在着相当大的混乱。为了设计功能器件，重要的是根据实验结果以足够的精度确定自旋扩散长度。自旋扩散长度的不准确估计也影响其它参数的估计（例如，自旋混合电导、自旋霍尔角）。在文献中已经报道了铂（Pt）的自旋扩散长度在0.5 - 14 nm的宽范围内，并且特别地，它是与Pt的厚度无关的恒定值。在这里，背后的自旋扩散长度的报告值范围如此之广的关键原因已被全面确定。特别是，它示出在这里，一个厚度相关的电导率和自旋扩散长度是必要的，同时匹配的有效自旋混合电导和反自旋霍尔电压由于自旋泵浦的实验结果。这种厚度依赖的自旋扩散长度相当于Elliott-Yafet自旋弛豫机制，这对过渡金属来说是个好兆头。这一结论并没有改变，即使有显着的界面自旋记忆损失。此外，估计参数的变化也进行了研究，这是重要的技术应用。
2017-11-24 cond-mat.mes-hall
Disentangling spin, anomalous and planar Hall effects in ferromagnetic/heavy metal nanostructures
铁磁（FM）/重金属（HM）纳米结构可用于所提出的磁电自旋轨道逻辑中的磁状态读出，通过局部注入自旋极化电流并通过自旋霍尔效应测量自旋-电荷转换。然而，这种局部配置易于产生寄生信号。在这项工作中，我们解决了寄生霍尔效应，可以污染这些FM/HM T形纳米结构的自旋霍尔信号。在我们的Co 50 Fe 50/Pt纳米结构中最显著的霍尔效应是平面霍尔效应和在FM纳米线中产生的反常霍尔效应。我们发现，平面霍尔效应，引起的不对准之间的磁化和电流方向的FM线，表现为在测量的基线电阻的偏移，但不改变自旋霍尔信号。相反，由FM内的充电电流分布引起的异常霍尔效应增加到自旋霍尔信号。然而，通过适当设计装置，使分流效应最小化，可以使该效应不显著。我们的结论是，在FM/HM纳米结构的局部自旋注入是一个合适的工具，用于测量自旋霍尔信号，因此，在未来的自旋为基础的逻辑磁状态读出的有效方法。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall
Hall Effect in spinor condensates
我们考虑在周期磁场中运动的中性旋量凝聚体。空间相关的磁场感应出有效的自旋相关的洛伦兹力，该洛伦兹力又引起自旋相关的霍尔效应。Gross-Pitaevskii方程的模拟量化了霍尔效应。我们讨论可能的实验实现。
2009-01-15 cond-mat.mes-hall
Extrinsic-Intrinsic Crossover of the Spin Hall Effect Induced by Alloying
我们观察到合金化引起的本征和非本征自旋霍尔效应之间的交叉。我们发现，自旋霍尔角，自旋霍尔电导率与电导率的比值，通过调整Au-Cu合金的成分，急剧变化。自旋霍尔角的变化的符号仅在有限的范围内的Cu浓度由于非本征的斜散射，而本征的贡献成为主导与增加的Cu浓度。这一观测结果为自旋轨道物理学的基本理解提供了重要信息。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall
Edge spin accumulation: spin Hall effect without bulk spin current
具有Rashba自旋-轨道相互作用的二维电子气在电场作用下可以在没有体自旋电流的情况下发生自旋积累（边缘自旋霍尔效应）。这是证明了碰撞制度使用的非平衡分布函数从标准玻尔兹曼方程。自旋积累起源于入射和反射电子波在样品边界处的干涉。
2009-09-17 cond-mat.mes-hall
Spin cloud induced around an elastic scatterer by the intrinsic spin-Hall effect
类似于电流在杂质周围产生的Landauer电偶极子，自旋极化的电子云可以由自旋无关的弹性散射体附近的本征自旋霍尔效应诱导。结果表明，在杂质周围的弹道范围内，这样的云出现在Rashba自旋轨道相互作用的情况下，即使体自旋霍尔电流是不存在的。
2006-09-12 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Effect measurement techniques
自旋霍尔效应是一种相对论性的量子力学效应，它能使非磁性材料在不施加磁场的情况下表现出磁性现象。利用自旋霍尔效应，人们可以实现纯粹依靠电学和光学装置工作的自旋电子学器件，并且消除了具有相关边缘场的铁磁体的使用。在这篇综述文章中，我们提出了实验的发展和目前的理解自旋霍尔效应现象。我们讨论了各种实验以及器件结构，采用电，光或两者兼而有之的技术来证明自旋霍尔效应。这些器件大多结构简单，易于在现代实验室中制造。
2017-08-10 cond-mat.mes-hall
Electron spin polarization induced by spin Hall effect in semiconductors with a linear in the momentum spin-orbit splitting of conduction band
结果表明，自旋霍尔效应使半导体中的电子产生均匀的自旋极化，导带的动量自旋分裂呈线性。反过来，即使在没有外部磁场的情况下，在样品边缘处积累的非均匀自旋极化的轮廓也在空间中振荡。
2005-08-05 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Spin Hall Effect in the presence of Extrinsic Spin-Orbit Scattering
在二维电子和空穴系统中，本征和非本征自旋霍尔效应被认为是在一个平等的理论基础上的Rashba自旋轨道耦合，使用图解法计算自旋霍尔电导率.我们的分析理论的2D孔显示了预期的最低阶加性结果的自旋霍尔电导率。但是，2D电子表现出一个非常令人惊讶的结果，在Rashba耦合强度$α$中表现出非解析性，其中严格的非本征自旋霍尔电导率（对于$α= 0$）不能从组合理论的$α\to 0$极限恢复。在现有的实验结果的背景下，理论结果进行了讨论。
2006-02-27 cond-mat.mes-hall
Quantum spin Hall effect in 2D topological insulators
人们对拓扑绝缘体产生极大兴趣的最初动机是希望观察到量子自旋霍尔效应。因此，如果一种材料处于拓扑绝缘体状态，他们通常称之为量子自旋霍尔态。然而，尽管令人印象深刻的实验结果证实了量子自旋霍尔态的存在，但量子自旋霍尔效应尚未被检测到。本文首先简要介绍了量子自旋霍尔效应（由拓扑陈数决定的量子自旋电导），然后分析了边界条件对观察到这种效应的关键作用，最后讨论了量子自旋霍尔效应是否以及如何被观察到。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall
Spin field-effect transistor in a quantum spin-Hall device
我们讨论了圆盘几何中具有相当大的Rashba自旋轨道耦合的量子自旋霍尔绝缘体的输运性质。拓扑保护的螺旋边缘状态的存在允许自旋极化电流的控制和操纵：当铁磁引线耦合到量子自旋霍尔器件时，弹道电导由Rashba强度调制。因此，通过经由全电动门控调谐Rashba相互作用，可以控制注入电子的自旋极化。
2018-08-23 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect associated with SU(2) gauge field
本文主要研究自旋霍尔效应与自旋力之间的联系。本文研究了自旋轨道耦合产生的自旋力是经典Anandan力的一部分，自旋霍尔效应是一种反常的霍尔效应，在二维系统中，自旋轨道耦合产生的自旋力除了常数因子3外，还分别等价于Hirsch力和Chudnovsky力.进一步，我们发展了交流相位的方法，导出了自旋力的计算公式，发现最基本的自旋霍尔效应起源于交流相位，是自旋的一种本征量子力学性质.这种方法不同于研究理想晶体的本征性质--反常霍尔效应的Berry相方法。另一方面，我们用一种巧妙的技巧证明了Chudnovsky-Drude模型的合理性，并进一步改进了Chudnovsky自旋霍尔电导率的理论值。与Chudnovsky-Drude模型中自旋霍尔电导率的理论值相比，我们的结果更符合实验。最后讨论了自旋霍尔效应与分数阶统计的关系。
2014-10-10 cond-mat.mes-hall
In-gap impurity states as the hallmark of the Quantum Spin Hall phase
本文研究了具有时间反演对称性的二维绝缘体的两种拓扑结构不同的相，即量子自旋霍尔相和正常相对杂质的不同响应。我们认为石墨烯的情况下，作为一个玩具模型，具有两个阶段驱动，分别由内在的自旋轨道耦合和反转对称性破缺。我们发现，严格规范化的带隙杂质态只出现在量子自旋霍尔相，并携带无耗散电流，其奇异性由驻留电子的自旋和赝自旋决定，我们的结果意味着拓扑有序可以通过缺陷态的局域探测来揭示.
2012-05-16 cond-mat.mes-hall
Spin Accumulation in the Extrinsic Spin Hall Effect
本文将半导体中自旋极化载流子输运的漂移-扩散形式推广到自旋-轨道耦合。该理论被应用于处理非本征自旋霍尔效应使用现实的边界条件。结果表明，载流子和自旋扩散长度的存在下修改的自旋轨道耦合和自旋积累由于外部自旋霍尔效应是强烈和定性的边界条件的影响。给出了自旋相关的载流子复合率和非均匀自旋密度及电流的解析公式。
2005-08-02 cond-mat.mes-hall
Topological Hall and Spin Hall Effects in Disordered Skyrmionic Textures
我们进行了全面的拓扑霍尔和拓扑自旋霍尔效应在无序skyrmionic系统的研究：无量纲（自旋）霍尔角的评估跨能量能带结构的多探针Landauer-Büttiker形式主义和他们的链接出现的自旋纹理的真实空间拓扑结构的有效磁场突出。我们讨论了这些结果的最佳skyrmion的大小和各种尺寸的样品，发现绝热近似仍然适用于大skyrmion以及几个原子大小的nanoskyrmion。最后，我们测试了拓扑信号对无序强度的鲁棒性，表明拓扑霍尔效应对动量散射高度敏感。
2016-09-18 cond-mat.mes-hall
Giant Spin-Hall Effect induced by Zeeman Interaction in Graphene
我们提出了一种新的方法来产生和检测石墨烯中的自旋电流，基于一个大的自旋霍尔响应附近的中性点，在存在外部磁场。自旋电流的产生是由于塞曼相互作用引起的自旋向上和自旋向下载流子的霍尔电阻率的不平衡，不涉及自旋轨道相互作用。在由片上源产生的中等磁场中可实现的大值自旋霍尔响应，并且高达室温，使得该效应对于自旋电子学应用是可行的。
2011-03-24 cond-mat.mes-hall
Streda-like formula in spin Hall effect
导出了自旋轨道耦合系统中自旋输运的广义Streda公式。与原来的Streda电荷输运公式相比，当自旋不守恒时，自旋霍尔电导有额外的贡献。对于最近研究的具有量子自旋霍尔效应的系统，其中z分量自旋是守恒的，这种额外的贡献消失，并且自旋霍尔电导率的量子化值可以在本方法中再现。然而，由于自旋一般不守恒，这种额外的贡献不能忽略，量子化是不精确的。
2005-09-16 cond-mat.mes-hall
Resonant intrinsic spin Hall effect in p-type GaAs quantum well structure
研究了用Luttinger哈密顿量描述的p型GaAs量子阱结构中的内禀自旋霍尔效应和由结构反转对称性破缺引起的Rashba自旋轨道耦合。Rashba项在最低的重空穴子带中诱导了一个能级交叉，这引起了共振自旋霍尔电导。这种共振可以用来在实验中鉴别内禀自旋霍尔效应。
2005-07-26 cond-mat.mes-hall
Tunable Giant Spin Hall Conductivities in a Strong Spin-Orbit Semimetal: Bi$_{1-x}$Sb$_x$
本征自旋霍尔电导率计算强自旋轨道Bi $_{1-x}$ Sb $_x$半金属，从久保公式和使用Berry曲率评估整个布里渊区从紧束缚哈密顿量。在这些材料中，具有强自旋-轨道相互作用的近交叉带产生巨大的自旋霍尔电导率，范围从铋的474（$\hbar$ /e）（$Ω$ cm）$^{-1}$到锑的96（$\hbar$ /e）（$Ω$ cm）$^{-1}$;铋的值是铂的两倍多。对于对应于三维拓扑绝缘体状态的合金组合物，例如Bi $_{0.83}$ Sb $_{0.17}$，大的自旋霍尔电导率持续存在。通过将化学势改变0.5 eV，对于掺杂的Bi或对于Bi $_{0.83}$ Sb $_{0.17}$，自旋霍尔电导率可以改变五倍，这表明掺杂或电压调谐自旋霍尔电流的可能性。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
Resonant spin Hall conductance in quantum Hall systems lacking bulk and structural inversion symmetry
继以前的工作[沈，马，谢和张，物理Rev. Lett。92，256603（2004）]中，我们详细计算了强垂直磁场中二维量子阱中的自旋霍尔电导。在缺乏体反转对称性的阱中，由自旋-轨道相互作用产生的Rashba耦合在一定的磁场下引入了塞曼分裂朗道能级的简并。这种简并，如果发生在费米能量，将诱导自旋霍尔电导共振低于塞曼能量的数量级的特征温度。在非常低的温度下，自旋霍尔电流是高度非欧姆的。由于结构反转对称性的缺乏，Dresselhaus耦合部分或完全抑制了自旋霍尔共振。用微扰法导出了Rashba耦合和Dresselhaus耦合存在下自旋霍尔电导共振的条件。在无序情况下，当费米能级附近的两个塞曼分裂扩展态由于Rashba耦合而发生简并时，会出现共振自旋霍尔电导;当磁场通过共振场时，量子化电荷霍尔电导的变化量为2e^2/h，而不是e^2/h.
2004-10-07 cond-mat.mes-hall
Conditions for the generation of spin currents in spin-Hall devices
本文基于最小耗散原理研究了自旋霍尔器件的非平衡定态。我们表明，对于一个大的顺磁体与自旋轨道相互作用，在霍尔酒吧几何形状的情况下，最小耗散功率的原则，防止产生横向自旋和电荷电流，而在科尔比诺磁盘几何形状的情况下，可以产生横向电流。更一般地说，我们表明，电荷积累阻止固定自旋电荷电流转换。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall
