Spin signatures in the electrical response of graphene nanogaps
我们分析了窄石墨烯纳米间隙的电响应，以寻找源自自旋极化边缘态的传输特征。我们发现，具有完美定义的锯齿形边缘的石墨烯纳米间隙之间的电输运不携带任何自旋相关的签名。我们还分析了纳米间隙的磁性和电学性质，其电极具有可能发生在目前制造的纳米间隙中的楔形。由于石墨烯晶格的二分性质，这些楔形可以具有自旋极化楔形低能态。我们发现，这些自旋极化的低能量模式引起的低电压签名的微分电导和稳定性图中的独特功能。这是由完全自旋极化的电流引起的。
2018-09-19 cond-mat.mes-hall
Magnetization patterning induced by electrical spin-polarized current in nanostripes
用数值方法和解析方法研究了横向自旋极化电流和电流感生磁场对长铁磁纳米条纹的联合作用。的磁化行为进行了分析，为各种宽度的条纹和所有范围内的所施加的电流密度。研究表明，在磁场作用下，自旋矩引起的周期性磁化结构，如涡旋-反涡旋晶体和交叉结畴壁，不会被破坏。然而，的行动的奥斯特场禁用的饱和状态的强电流：一个稳定的状态与一个单一的纵向畴壁出现。随着电流的增加，该壁的形状保持不变。后一种现象进行了研究数值和分析。
2015-02-20 cond-mat.mes-hall
All-Electrical Generation of Spin-Polarized Currents in Quantum Spin Hall Insulators
在没有磁性材料和外部磁场的情况下控制和产生自旋极化电流是自旋电子学的一大挑战，通常需要自旋翻转机制。在这项工作中，我们提出了一种新的方法来控制和产生的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体制度的所有电气手段没有自旋翻转机制的锡烯纳米带中的SPC。这是通过使用栅极电压调谐自旋向上和自旋向下电子的相对相位，利用锡烯纳米带中的固有自旋-轨道耦合来实现的，这在它们之间产生时间延迟，从而产生由交流电压驱动的替代SPC。在瞬态和交流政权的交流输运的SPC的控制和产生的数值演示。我们的研究结果是强大的边缘缺陷和其他QSH绝缘体，如硅烯和锗烯等，这些研究结果建立了一个新的路线产生SPC纯电气手段和打开大门，为新的应用半导体自旋电子学。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall
Signatures of dynamically polarized nuclear spins in all-electrical lateral spin transport devices
研究了Fe/GaAs全电自旋注入器件中的核自旋效应。在低于50 K的温度下，强烈的修改的非本地自旋信号被发现是传导电子和动态极化核自旋之间的超精细耦合的特性。核奥弗豪泽场的垂直分量在零平面内外部磁场附近使电子自旋去极化，并且当与外部场反对齐时可以抑制这种失相，从而导致汉勒测量中的卫星峰。所观察到的特征与自旋扩散方程（包括超精细相互作用）的蒙特卡罗模拟吻合得很好，并用于研究核自旋动力学，并将其与注入电子的自旋极化联系起来。
2009-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-electrical injection and detection of a spin polarized current using 1D conductors
纳米结构中自旋输运的全电控制一直是自旋物理学和自旋电子学的研究热点和挑战。在这里，我们演示了芯片上的自旋极化/过滤行动，通过驱动栅极定义的一维（1D）导体，集成量子器件的最简单的几何形状之一，远离传统的欧姆制度。当动量简并被提升时，进行了发射电流的自旋极化的直接测量，其中用于自旋注入的1D偏振器和用于自旋检测的分析器都被演示。研究结果表明，不同的栅极结构和外加电压可以产生可调的自旋极化，这对自旋电子器件的发展和未来的量子信息处理具有重要意义。
2012-10-22 cond-mat.mes-hall
Electrical injection and detection of spin-polarized electrons in silicon through an Fe_3Si/Si Schottky tunnel barrier
我们利用外延生长的Fe_3Si/Si肖特基隧道势垒接触实现了自旋极化电子在硅中的电注入和探测。通过在铁磁Fe_3Si/Si接触和Si沟道（~ 10^15 cm^-3）之间的界面附近插入δ掺杂的n^+-Si层（~ 10^19 cm^-3），我们实现了Fe_3Si/Si肖特基二极管反向偏置特性的隧道电导的显著增强。利用横向制备的四探针结构和改进的Fe_3Si/Si接触，我们在低温下探测了Si沟道中自旋积累引起的非局域输出信号。
2009-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Currents injected electrically and thermally from highly spin polarized Co$_2$MnSi
我们证明了注入和检测的电和热产生的自旋电流探测在Co $_2$ MnSi/Cu横向自旋阀。具有不同电极间隔的器件被图案化以测量作为电极间隔的函数的非局部信号，并且我们确定Co $_2$ MnSi的相对高的有效自旋极化$α$为0.63，并且Cu的自旋扩散长度在室温下为500 nm。测量电产生的非局部信号作为温度的函数，并且对于80 K的温度观察到最大信号。在二次谐波测量检测方案中，热生成的非局部信号被测量为电流密度和温度的函数。我们发现电和热产生的非本地信号的温度依赖性不同，这使我们能够得出结论，信号的温度依赖性不仅由Cu线中的传输主导，而且不同的生成机制也有重要的贡献，迄今为止，这在很大程度上被忽视了。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall
Electrical Control of Spin-polarized Topological Currents in Monolayer WTe$_2$
我们证明了在低对称性量子自旋霍尔绝缘体中拓扑保护边缘态的自旋取向的相干电操纵的可能性。通过使用从头算模拟，基于量子力学的建模和大规模计算的自旋霍尔电导率的组合，它表明，小电场可以有效地改变单层1 T '-WTe 2的边缘电流的自旋纹理高达90度的自旋旋转，而不会危及其拓扑特征。这些发现表明了一种新型的栅极可控自旋器件，拓扑保护免受混乱和相关的拓扑自旋电子学的发展。
2022-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Electrical Detection of Spin Polarized Currents in Topological Insulators
拓扑绝缘体（TI）是一类新型量子材料，在表面态表现出无质量狄拉克费米子的自旋动量锁定（SML）。通常的光学方法，如角度和自旋分辨光电子能谱，已被用来观察螺旋自旋极化的表面态的三维（3D）TI到室温。最近，自旋极化的表面电流在3D TI检测的电气方法使用铁磁（FM）接触在横向自旋阀测量几何。然而，迄今为止，用这种电学方法探测自旋织构仅限于125K以下的温度，这限制了其应用潜力。在这里，我们展示了室温下的电检测的自旋极化的表面上的Bi $_2$ Se $_3$由于SML通过采用自旋敏感FM隧道接触。在Bi $_2$ Se $_3$表面上的电流诱导自旋极化在室温下通过测量自旋阀信号同时切换FM检测器的磁化方向来探测。自旋信号随电流偏置线性增加，与电流方向相反的符号，表现出弱的温度依赖性，并随着TI厚度的增加而减小，理论预测。我们的结果证明了3D TI表面上自旋极化的电检测，这可能会导致环境温度下创新的基于自旋的量子信息技术。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of spin-polarized light-emitting diodes based on a 2D CrI3/hBN/WSe2 heterostructure
本文展示了一种基于单层 WSe2/少层 CrI3 和 hBN 隧穿势垒的原子级厚度自旋发光二极管，通过静电场调控 CrI3 磁化，实现了电致发光圆偏振的高效电学调控和符号反转，为纳米尺度自旋光电器件提供了新平台。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall
Electrical control of valley polarized charged biexcitons in monolayer WS$_2$
本研究针对范德华半导体中激子电学操控受电中性与掺杂损耗限制的问题，实现了单层WS₂中带电双激子谷极化的动态调控，圆偏振度最高提升6倍，并观测到带电态布居的非单调开关行为，揭示了激子态间的相干相互作用。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-Plane Anisotropies of Polarized Raman Response and Electrical Conductivity in Layered Tin Selenide
具有正交晶格结构的IV-VI族化合物SnSe最近由于其出乎意料的低热导率和高功率因数而引起了特别的兴趣，显示出热电应用的巨大前景。SnSe由于具有褶皱的低对称面内晶格结构而显示出有趣的各向异性。低维材料具有提高功率因数和降低热导率的优点，在提高热电转换效率方面具有潜在的优势。全面研究SnSe纳米结构的光学和电学各向异性是利用材料特性制造高性能器件的必要前提。在这里，我们合成的单晶SnSe纳米片（NPs）的化学气相沉积。SnSe纳米颗粒的偏振拉曼光谱的角度依赖性显示出反常的各向异性光-物质相互作用。SnSe纳米颗粒的角分辨电荷输运表现出强的各向异性导电行为。这些研究阐明了各向异性的相互作用，这将是用于未来的SnSe在电子，热电和光电子器件。
2017-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical initialization and manipulation of electron spins in an L-shaped strained n-InGaAs channel
一个L形应变n-InGaAs沟道被用来单独地通过电场来抑制和随后旋转电子自旋。在没有外加磁场的情况下，利用克尔旋转显微镜直接观察到电激发自旋的进动。此外，在通道中的自旋极化的面内和面外分量同时成像。
2005-02-26 cond-mat.mes-hall
All-electrical measurement of spin injection in a magnetic $p$-$n$ junction diode
制备了磁性$p$ - $n$结二极管，用于研究自旋极化电子输运。半导体中自旋极化电子的注入是通过驱动电流从铁磁注入器（Fe）经由肖特基接触进入体半导体（$n$ -GaAs）来实现的。对于检测，使用稀磁半导体（$p$ -GaMnAs）层。只有当在$p$ - $n$结上施加高正向偏压时，才观察到明显的磁阻。
2006-08-21 cond-mat.mes-hall
Valley-Polarized Exciton Dynamics in Exfoliated Monolayer WSe$_2$
半导体过渡金属二硫属化物单分子膜已经成为未来基于谷电子学的量子信息技术的有希望的候选者。通过圆偏振光的照射，可以确定性地初始化这些材料中紧密束缚的电子-空穴对的两种不同的动量态。在这里，我们调查的超快动力学这样的谷极化在单层钨二硒化物通过时间分辨克尔反射计。在我们的样品中观察到的克尔信号完全来自电荷中性激子。我们的研究结果支持的快速衰减的明亮激子的谷极化由于辐射复合，导带内自旋翻转跃迁，间隔散射过程，并形成长寿命的谷极化暗态的图片。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Common universal behaviors of magnetic domain walls driven by spin-polarized electrical current and magnetic field
研究了具有垂直磁各向异性的铁磁（Ga，Mn）（As，P）薄膜中电流自旋转移驱动下磁畴壁的普遍行为。对于一个电流方向横向畴壁，动态的热激活蠕变制度和脱钉过渡被发现是兼容的自洽的通用描述的磁场诱导畴壁动力学。这种共同的普遍行为，所谓的淬火爱德华-威尔金森普适性类的特点，证实了一个互补的和独立的畴壁粗糙度的分析。然而，畴壁的倾斜和刻面的形成是由与电流相互作用的方向性产生的，电流仅在横截畴壁的方向上充当磁场。
2019-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bistability in Microcavities with Incoherent Optical or Electrical Excitation
我们考虑一个量子阱嵌入在一个零维微腔与亚波长光栅镜，其中的x-线偏振激子模式是强耦合到腔光子，而y-偏振激子保持在弱耦合制度。在非相干光或电泵浦下，我们证明了与参量散射过程相关的极化激元双稳性。这种双稳态对于构造具有光或电非相干泵浦的极化激元器件是有用的。
2013-10-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ab initio calculations of ultra-short carrier dynamics in 2D materials: valley depolarization in single-layer WSe$_2$
在单层WSe $_2$（一种典型的半导体过渡金属二硫属化物）中，圆偏振激光场可以选择性地激发不等价的$K^{\pm}$谷中的一个中的电子跃迁。这种选择性的谷群对应于赝自旋极化。这可以用作谷电子器件中的自由度，只要其去极化的时间尺度足够大。然而，山谷去极化背后的机制仍然存在很大争议。最近的时间相关克尔实验提供了一种精确的方式来可视化谷动态测量后，圆偏振泵浦脉冲施加的线性偏振探测脉冲的旋转。我们在这里提出了一个清晰，准确和无参数的山谷动态描述。通过使用原子的，从头算的方法，我们充分披露的元素机制，决定去极化效应。我们的结果与最近的含时克尔实验非常一致。我们解释克尔动力学和它的温度依赖性的电子-声子介导的过程，诱导自旋翻转谷间跃迁。
2017-08-22 cond-mat.mes-hall
Electrical tuning of layer-polarized exciton gases in WSe2 bilayers
通过堆叠二维原子晶体形成的范德华异质结构是探索新现象和功能的独特平台。层间激子是范德华异质结构中空间分离的电子-空穴对的束缚态，已被证明具有丰富的谷物理和光电子学应用的潜力，并被提出用于促进高温超流性。在这里，我们展示了高度可调层极化激子的平面外电场在同质双层过渡金属二硫属化物。从负到正的层极性的连续调谐已经实现，这是不可能的异质双层由于存在大的内置界面电场。在激子共振能量中观察到了高达~ 100 meV的大的线性场致红移。斯塔克效应伴随着激子复合寿命的增强超过两个数量级至> 20 ns。长的复合寿命使得在中等连续波光泵浦下可以产生密度高达1.2*10^11 cm^-2的层极化激子气体。我们的结果为在原子级薄半导体中实现简并激子气体铺平了道路。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-local electrical detection of spin-polarized surface currents in the 3D topological insulator BiSbTeSe$_{2}$
本研究采用带铁磁电极的非局域输运结构，电学探测三维拓扑绝缘体BiSbTeSe₂的自旋极化表面电流，揭示了温度对非局域信号的影响及非局域与局域结构自旋信号比的差异，为理解拓扑表面态输运提供了实验依据。
2025-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-Electrical Layer-Spintronics in Altermagnetic Bilayer
本研究提出反铁磁双层膜的层-自旋锁定方案，通过第一性原理计算证实CrS双层膜可利用面外电场实现室温下87%的可反转自旋极化，开创了层自旋电子学的新方向。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nuclear spin population and its control toward initialization using an all-electrical sub-micron scale nuclear magnetic resonance device
我们利用全电核磁共振（NMR）装置研究了GaAs量子阱结构中的核自旋布居，并证明了它的初始化。在我们的设备中，核自旋动态极化在一个亚微米尺度的区域所定义的分裂门。在各种极化条件下的核自旋布居估计连续检测脉冲NMR谱。我们发现核自旋布居数是由电子自旋组态决定的。通过对强极化核自旋施加射频脉冲，我们证明了双量子比特有效纯态的产生，这是实现NMR量子计算的关键一步。
2007-02-05 cond-mat.mes-hall
Electrical injection and detection of spin-polarized currents in topological insulator Bi2Te2Se
拓扑绝缘体（TI）是一种具有非平凡自旋-动量锁定拓扑表面态（TSS）的量子物质。直到最近，三维TI中TSS的自旋动量锁定的电检测一直缺乏。许多结果是在具有显著体传导的样品上测量的，例如金属Bi 2Se 3，其中分离表面和体对测量的自旋信号的贡献可能具有挑战性。在这里，我们报告的自旋电位测量薄片剥落的大块绝缘3D TI Bi 2 Te 2Se（BTS 221）晶体，使用两个外部的金（Au）接触驱动的DC自旋螺旋电流和中间的铁磁（FM）-Al 2 O3隧道接触检测自旋极化。当沿FM触点的易磁化轴在相反方向之间扫描平面内磁场以切换其磁化时，由FM电极测量的电压呈现滞后阶梯状变化。重要的是，该阶跃状电压变化的方向可以通过反转DC电流的方向来反转，并且如通过相反FM磁化之间的检测器电压的差所测量的变化的幅度随着偏置电流的增加而线性增加，这与自旋动量锁定TSS的电流诱导的自旋极化一致。我们的工作直接证明了电注入和检测自旋极化TI，并可能使利用自旋螺旋TSS在纳米电子学和自旋电子学的未来应用。
2015-06-02 cond-mat.mes-hall
Frequency-dependent Faraday and Kerr rotation in anisotropic nonsymmorphic Dirac semimetals
本研究计算了非对称性保护的各向异性狄拉克半金属中频率相关的法拉第和克尔旋转角，发现零频极限下旋转角为$2α_F$，并在接近塞曼能隙吸收边时出现对数增强，表明此类材料可用于磁光偏振旋转器件。
2023-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sagnac interferometry for high-sensitivity optical measurements of spin-orbit torque
本研究提出将Sagnac干涉法用于自旋轨道力矩的高灵敏度光学测量，证实其相比传统MOKE成像信噪比更高，可对不同磁各向异性的薄膜样品实现定量测量，还能为电学测量提供交叉校验，辅助识别受未知伪影影响的技术。
2023-07-21 cond-mat.mes-hall
Resonance-like electrical control of electron spin for microwave measurement
我们证明了自旋极化电子流可以与微波电场发生共振相互作用。自旋-轨道相互作用产生与电流成比例的有效磁场。在存在直流和交流电场分量的情况下，如果交流频率与由直流场控制的自旋进动频率相匹配，则发生电子自旋共振。在一个由两个自旋极化接触连接的二维通道组成的设备中，这种机制允许电调谐检测交流信号的频率和幅度。对于GaAs，这样的检测在几十千兆赫左右的频域中是有效的。
2004-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Compact cryogenic Kerr microscope for time-resolved studies of electron spin transport in microstructures
本文介绍了一种可在小体积高场磁体中工作的小型低温克尔显微镜。它适用于Voigt和Faraday配置的测量。该显微镜与脉冲激光源耦合，用于测量半导体微结构的时间分辨克尔旋转响应，空间分辨率约为1微米。该显微镜被设计用于研究自旋输运，这是自旋电子学领域的一个关键问题。因此，可以在微结构上的给定位置处产生自旋极化，并在不同位置处对其进行探测。的显微镜的操作演示的GaAs/AlGaAs异质结量子阱在4.2 K和7特斯拉的自旋极化电子的微米距离扩散的时间分辨测量。
2008-09-18 cond-mat.mes-hall
Scanning Kerr microscopy of current induced switching in Ta/CoFeB/MgO films with perpendicular magnetic anisotropy
具有垂直磁各向异性的Ta/CoFeB/MgO三层膜有望在下一代电流和电场切换存储器和逻辑器件中发挥关键作用。在这项研究中，我们使用克尔显微镜旁边的电输运测量，以深入了解这种设备的基本开关机制。我们发现开关是一个随机的，畴壁驱动的过程，其速度是强烈依赖于开关电流。克尔成像示出了在器件边缘处的畴成核，建模揭示了可能由奥斯特场的垂直分量辅助。进一步的磁畴生长，导致磁化反转，可以通过自旋扭矩来辅助。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport between epitaxial manganites and carbon nanotubes
在分子水平上进行自旋电子学的可能性可以在将完全自旋极化的氧化物（例如锰氧化物）与碳纳米管组合的装置中实现。然而，目前尚不清楚这种不同材料系统之间的电传输是否可行。在这里，我们表明，锰氧化物-纳米管-锰氧化物器件的室温电导率仅为类似的钯-纳米管-钯器件中记录的值的一半。有趣的是，前者在低于200 K的相对高温下的电导率显示出赝隙。我们的研究结果表明，新的自旋电子学异质结构，充分利用自旋极化的源和漏的可能性。
2005-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection into multilayer graphene from highly spin-polarized Co2FeSi Heusler alloy
我们展示了从高度自旋极化的Co2 FeSi（CFS）Huesler电极在横向自旋阀器件中向多层石墨烯（MLG）中的电自旋注入。通过基于聚合物的转移方法将剥离的MLG转移到在Si（111）衬底上生长的预图案化外延CFS线上。这种方法使我们能够制造多个单晶CFS电极与MLG接触。通过非局域磁电阻（MR）测量检测从CFS到MLG的电自旋注入。观察到430欧姆的非局部自旋信号;这是石墨烯基器件中所有报告的非局部MR值中的最大值。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-resolved Kerr rotation spectroscopy of valley dynamics in single-layer MoS2
单层MoS $_2$和类似的二硫属化合物是具有特殊能带结构的直接带隙半导体：直接带隙位于布里渊区的K $^+$和K $^-$点，具有较大的价带自旋分裂。光学选择规则允许使用近共振圆偏振激发的谷选择性带间激发。在这里，我们提出了时间分辨泵浦探测实验中，我们研究了在机械剥离的单层MoS $_2$片在低温下的载流子和谷动力学。在共振激发条件下，我们发现，谷寿命超过光载流子寿命，表示创建一个居民谷极化。对于高度非共振激发，谷极化在光生载流子寿命内衰减。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall
Spin wave non-reciprocity and beating in permalloy by time-resolved magneto-optical Kerr effect
利用时间分辨磁光克尔效应研究了坡莫合金带中自旋波模的传播特性。我们观察到的影响下，在时域中的电方脉冲激励的条纹的中心的拍频干涉图案。我们还探讨了自旋波传播与外部磁场的依赖性的非互易行为。空间依赖性研究表明，本地化的边缘模式自旋波具有较低的频率比自旋波在条纹的中心，由于在整个条纹的宽度变化的磁化矢量。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The electrical resistance of spatially varied magnetic interface. The role of normal scattering
我们研究了在考虑杂质和正常散射的情况下，具有空间非均匀磁特性的导体中的扩散电子输运。据发现，由于磁不均匀性而产生的附加界面电阻基本上取决于它们的空间特性。当导电系统的磁性沿样品足够平滑地变化时，电阻与自旋翻转时间成比例。它可以用来指导自旋翻转过程的实验研究。在相反的情况下，当磁特性急剧变化时，附加电阻基本上取决于远离界面区域的侧面的磁特性的差异。电阻随着电子-电子散射频率的增加而增加。我们还考虑了两种类型的光滑界面：（i）在完全自旋极化的磁性体和通常的磁性（或非磁性）导体之间，以及（ii）在两个完全相反极化的磁性导体之间。结果表明，在外加电场作用下，界面电阻对全自旋极化态的出现非常敏感。
2011-09-02 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized electronic structures and transport properties of Fe-Co alloys
利用Kubo-Greenwood公式计算了Fe-Co合金中随机合金无序引起的电导率。在低温下，所得到的电阻率与实验数据定量吻合。由电导率（86%）估算的Fe_（50）Co_（50）的自旋极化与费米能级态密度（-73%）的自旋极化符号相反。研究发现，电导率主要由s电子决定，少数自旋态的s电子由于受到d电子态密度较大的强散射而导电性较低.
2009-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oscillatory Spin Polarization and Magneto-Optic Kerr Effect in Fe3O4 Thin Films on GaAs(001)
利用铁磁邻近极化（FPP）效应和磁光克尔效应（MOKE）研究了GaAs（001）衬底上外延的Fe_3O_4薄膜的自旋特性。FPP和MOKE显示相对于Fe3O4膜厚度的振荡，并且振荡足够大以引起反复的符号反转。我们将这种振荡行为归因于Fe3O4薄膜中形成的自旋极化量子阱态。费米能级附近的t2g态的量子限制为FPP和MOKE振荡的类似厚度依赖性提供了解释。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical and electrical spin injection and spin transport in hybrid Fe/GaAs devices
讨论了Fe/GaAs自旋输运器件中电子非平衡自旋极化的成像方法。通过扫描磁光克尔旋转显微镜研究了光注入和电注入的自旋分布。相关的方法被用来证明电自旋检测的光注入的自旋极化电流。从Hanle效应的研究中推断了自旋输运的动力学性质，并讨论了应变对这些器件中自旋输运数据的影响。
2006-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-electrical switching of spin texture in a strain-tunable 2D Janus ferroelectric altermagnet
Jishou University（吉首大学）
该研究通过应变调控揭示二维Janus易磁体中自旋纹理的全电信号切换，提出非易失自旋电子记忆器件，实现全电写入与光学读出。
2026-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging Spin Dynamics in Monolayer WS2 by Time-Resolved Kerr Rotation Microscopy
单层过渡金属双硫族化合物（TMD）由于其二维性质和长的自旋/谷寿命而在未来的自旋电子学和谷电子学应用中具有巨大的潜力。我们调查的起源，这些长寿命的国家在n型WS 2使用时间分辨克尔旋转显微镜和光致发光显微镜与~1微米的空间分辨率。比较克尔旋转信号和光致发光的空间依赖性揭示了与中性激子发射的相关性，这可能是由于角动量转移到具有长自旋/谷寿命的居民传导电子。此外，我们观察到一个意想不到的克尔旋转和trion发射，这为长寿命的自旋/谷极化暗trions的存在提供了证据之间的关系。我们还发现，在WS 2的自旋/谷极化是强大的磁场高达700 mT，表明自旋和谷稳定与强大的自旋轨道场。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit torque magnetometry by wide-field magneto-optical Kerr effect
磁光克尔效应（MOKE）是探测薄膜样品表面磁化强度的有效方法。在这里，我们提出了一种宽场MOKE技术，采用K $ö$ hler照明方案来表征电流诱导阻尼类自旋轨道力矩（DL-SOT）的微米尺寸和未图案化的磁性异质结构的垂直磁各向异性。通过电流诱导的磁滞回线位移分析，我们量化的DL-SOT效率的Ta基异质结构的条形几何形状，霍尔交叉几何形状，和未图案化的几何形状为$|ξ_{DL}|\approx$ 0.08。因此，所提出的宽场MOKE方法提供了DL-SOT的即时和直接的表征，而不需要对电信号进行任何进一步的解释。
2018-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of spin-polarized current flow through a localized spin triplet state
我们推导了一个描述在$\textit{transverse}$磁场中通过部分极化自旋三重态缺陷的自旋极化电荷流的量子相干特性的公式。我们预测不同的几毫特斯拉直流磁阻签名，确定一个$\textit{single}$自旋三重态中心的字符，并揭示了自旋三重态的零场分裂轴相对于磁接触的极化方向。例如，在4 H-SiC中，单个$(hh)$、$(kk)$、$(hk)$和$(kh)$双空位都是不同的。自旋极化电流有效地极化自旋，潜在地电初始化基于自旋三重态的量子位。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall
Giant High-order Nonlinear and Nonreciprocal Electrical Transports Induced by Valley Flipping in Bernal Bilayer Graphene
该研究通过Hartree–Fock计算和Boltzmann输运分析，揭示Bernal双层石墨烯1-口袋迷你能谷极化态可被面内电场翻转，从而产生直流迟滞及强非线性、非互易交流响应。
2025-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical polarization of nuclear spins in a breakdown regime of quantum Hall effect
我们发展了一种计算量子霍尔系统中核自旋极化的方法。在奇整数量子霍尔效应（QHE）的击穿机制中，电子被激发到自旋极性相反的朗道子带上，通过超精细相互作用使核自旋动态极化.极化的核自旋反过来加速QHE击穿，导致量子霍尔导体的滞后电压-电流特性。
2006-11-16 cond-mat.mes-hall
Electrical spin injection and detection in a semiconductor. Is it feasible?
自旋极化电子在半导体中的电注入原则上可以通过经由欧姆传导将电流从铁磁金属驱动到半导体中来实现，其中已知电流是显著自旋极化的。为了检测，第二铁磁体可以用作漏极。研究了以高迁移率InAs/AlSb二维电子气（2DEG）为衬底，Ni、Co和坡莫合金为铁磁电极的亚微米横向自旋阀结。在标准几何结构中，很难将真正的自旋注入与其他效应分开，包括局部霍尔效应、来自铁磁电极的异常磁阻（AMR）贡献以及弱局域/反局域校正，这可以紧密地模拟自旋阀效应所期望的信号。尺寸的减小和多端非局部几何的使用使我们能够将不必要的影响降至最低。尽管我们做了所有的努力，我们还没有能够观察到自旋注入。然而，我们发现，在这些系统中的这种“负”的结果实际上是一致的扩散系统中的自旋输运的理论预测。
2000-07-19 cond-mat.mes-hall
Effect of electrical bias on spin transport across a magnetic domain wall
我们提出了一个理论的电流-电压特性的磁畴壁之间的两个高度自旋极化的材料，它考虑到电子的自旋翻转概率的影响的电偏置穿过壁。我们发现，增加电压降低自旋翻转率，因此相当于减少畴壁的宽度。作为一个应用程序，我们表明，这种效果拓宽了温度窗口中的单极自旋二极管的操作是接近理想的。
2004-06-15 cond-mat.mes-hall
Resonant optical control of the electrically-induced spin polarization by periodic excitation
我们表明，由电流产生的电子自旋极化可能有其方向控制和幅度放大的周期性光激发。电和光的自旋控制方法相结合，并在二维电子气中实现。通过在外横向磁场中的克尔旋转，我们证明了在具有大自旋轨道相互作用的系统中，电流感生信号的长寿命相干自旋振荡。使用一个单一的线性偏振脉冲自旋操纵和检测，我们发现了强烈的依赖于脉冲光功率和样品温度，表明在电子自旋初始化的相关性的空穴自旋。将信号映射在霍尔条中，作为相对于注射接触的位置的函数。最后，面内自旋极化的存在通过旋转实验几何直接验证。
2014-05-22 cond-mat.mes-hall
Manipulation of a single magnetic atom using polarized single electron transport in a double quantum dot
我们从理论上考虑了极化电子隧穿双量子点系统驱动的磁性杂质自旋。系统中的自旋阻塞效应和自旋守恒使磁性杂质与每个转移电子充分相互作用，从而使单个收集的电子携带着磁性杂质自旋变化的信息。该方案实现了单电子对磁原子的全电子操纵，对信息处理系统中可扩展逻辑门的实现具有重要意义。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall
Transport theory for electrical detection of the spin texture and spin-momentum locking of topological surface states
三维拓扑绝缘体的表面态呈现出自旋锁定于动量的螺旋自旋织构。然而，到目前为止，由于缺乏必要的自旋敏感测量，螺旋自旋织构的直接全电检测仍然难以捉摸。本文提出了一种利用自旋极化扫描隧道显微镜（STM）研究螺旋狄拉克电子自旋极化输运的一般理论。研究发现，与传统磁性材料不同，TI表面的隧穿电导中增加了一个由面内自旋织构决定的额外分量，这与自旋动量锁定有关.重要的是，这种额外的电导不寻常地依赖于磁化的STM尖端的空间方位角，这是从来没有在以前的STM理论进行。通过磁性掺杂打破TI表面的旋转对称性和时间反转，我们发现空间分辨电导的测量可以重建自旋织构的螺旋结构。此外，如果面内磁化纯粹由表面狄拉克电子的自旋轨道耦合引起，则可以提取SML角。我们的理论提供了一种替代的方法，而不是使用角分辨光电子能谱，电气识别TI表面上的螺旋自旋纹理。
2017-06-11 cond-mat.mes-hall
Floquet Engineering of Topological Phases and Magneto-Optical Response in a Driven $d$-wave Altermagnet
Quaid-i-Azam University（奎德-e-阿扎姆大学）
该研究利用线偏振光的Floquet驱动调控d波交替磁体的拓扑相与磁光响应，实现陈数切换与自旋分辨带反转，可用于非接触式光学探测。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall
Manipulating Spin-polarized Photocurrent in 2D Transition Metal Dichalcogenides
利用电场或光场控制半导体中电子的自旋极化是基于自旋电子学的概念性自旋电子学的一个基本主题。本文介绍了一种利用圆偏振光抽运在过渡金属双硫族化合物（TMD）单层膜中产生自旋极化的方法。完全自旋极化的光电流是通过谷依赖的光学选择规则和自旋谷锁定在单层WS 2实现的，并通过具有铁磁接触的横向自旋阀结构进行电检测。所展示的长自旋寿命，独特的谷对比物理和自旋-谷锁定使单层WS 2成为基于半导体的自旋电子学的前所未有的候选者。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall
Quantum-metric-nematicity induced Kerr-like polarization rotation without time-reversal symmetry breaking
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Kyoto University（京都大学）
本文提出在非磁性系统中，通过电子能带的非平凡量子度量产生类似 Kerr 效应的极化旋转，不依赖磁序或自旋轨道耦合。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall
Theory of optical spin control in quantum dot microcavities
本文提出了一个关于嵌入零维微腔中的量子点中单电子自旋的光学初始化、控制和探测的微观理论。讨论了三振子与腔模的强耦合区。我们证明了在相对较弱的横向磁场中，利用单个圆极化脉冲进行自旋定向是可能的。分析了利用附加圆偏振脉冲控制自旋的可能性。在最佳条件下，自旋极化电子引起的克尔和法拉第旋转角可达几十度。
2015-09-01 cond-mat.mes-hall
Faraday and Kerr rotation due to photoinduced orbital magnetization in two-dimensional electron gas
本研究从理论上探究二维电子气中光致轨道磁化引发的法拉第与克尔旋转，建立带内微观理论，发现频率近简并时的共振效应并量化旋转角，同时分析了周围介质介电对比度的影响。
2023-06-14 cond-mat.mes-hall
Spintronics for electrical measurement of light polarization
圆偏振光束的螺旋度可以由III-V族半导体中的光激发电子的自旋方向确定。我们提出了一个理论论证如何随后的电子自旋极化的方向可以确定由两个铁磁/半导体肖特基势垒的电气手段。所提出的方案允许在小结构中的自旋积累的时间分辨检测，并可能具有设备应用。
2006-03-04 cond-mat.mes-hall
Electrical Control over Phonon Polarization in Strained Graphene
我们利用磁-声子共振研究了悬浮单轴应变石墨烯中声子极化的可调谐性。单轴应变提升了LO和TO声子的简并度，产生两个交叉线偏振声子模和拉曼G峰的分裂。我们利用石墨烯中强的电子-声子耦合和磁-声子共振的非共振耦合来诱导门可调谐的圆声子二向色性。这与应变诱导的G峰分裂一起，使我们能够可控地将两个线性极化的G模式声子调谐为圆形声子模式。我们能够纯粹通过静电场实现高达40%的圆声子极化，并且可以通过从电子到空穴掺杂的调谐来反转其符号。这提供了对声子角动量的前所未有的静电控制，这为声子应用铺平了道路。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
