Theory of spin waves in diluted-magnetic-semiconductor quantum wells
我们提出了一个稀磁半导体量子阱中集体自旋激发的理论，其中局域磁矩通过准二维电子或空穴气体耦合。在部分自旋极化电子的铁磁态中，我们发现Goldstone集体模具有反常的$k^4$色散，而在对称量子阱中奇宇称模完全不色散.我们讨论了当考虑自旋轨道相互作用时出现的集体激发谱中的能隙。
2004-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Collective spin density excitations of fractional quantum Hall states in dilute ultracold Bose atoms
研究了旋转玻色-爱因斯坦凝聚中第一系列Jain复合费米子序列的三个填充分数的分数量子霍尔效应的集体自旋密度激发.我们考虑了玻色原子之间的短程接触相互作用以及长程库仑相互作用，以比较光谱的性质与电子的相互作用。本文采用有限大粒子数的Monte Carlo方法，通过计算各激子与全极化基态的能量差，计算了自旋反转扇区的最低阶集体模。
2019-06-11 cond-mat.mes-hall
Einstein--de Haas fluctuation of a nanoparticle in spin polarized gases
从理论上研究了自旋极化的稀气体与被光镊紧紧捕获的纳米粒子之间的角动量转移。我们制定了一个微观模型的基础上的自旋隧道哈密顿方法，并推导出一个宏观随机微分方程（ESTA），其中管理AM转移诱导的旋转运动的NP。结果表明，在NP表面的AM传输速率可以通过推断的时间。这项工作将打开大门，在气体环境中的纳米自旋电子系统的操作。
2021-05-31 cond-mat.mes-hall
Electron spin decoherence in diluted magnetic quantum wells
我们研究了稀磁量子阱中的电子自旋动力学。电子通过与由磁场极化的随机分布的磁性离子的交换相互作用耦合。这种耦合导致自旋弛豫和自旋退相干。我们证明，即使是非常小的量子阱宽度的空间波动显着增加退相干率。根据交换相互作用的强度和涨落的幅度，退相干可以是均匀的或不均匀的。在均匀区，电子自旋的横向（相对于磁场）分量在短时间尺度上指数衰减，而长时间自旋动力学是非指数的，表现出长寿命的幂律尾。在非均匀情况下，横向自旋分量随时间的二次方指数衰减。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall
Suppression of Visibility in a Two-Electron Mach-Zehnder Interferometer
我们研究了在双电子马赫-曾德尔干涉仪中，单电子电流不变时，Aharonov-Bohm振荡的可见性的抑制。在源发射自旋极化或纠缠电子的情况下，电子（来自两个不同的源）的部分可分辨性抑制了可见性。两粒子纠缠可以产生类似于两粒子干涉测量的“退相”的行为。
2007-03-07 cond-mat.mes-hall
Circularly polarized electroluminescence in spin-LED structures
我们计算圆偏振发光发射平行（垂直发射）和垂直（边缘发射）的生长方向从量子阱中的自旋发光二极管（自旋LED）时，无论是空穴或电子自旋极化。这是必不可少的帐户的自旋极化的空穴的轨道相干性时，他们被捕获在量子阱中，以了解最近的实验证明极化边缘发射从空穴自旋注入。计算结果解释了Mn掺杂铁磁半导体中自旋极化空穴注入和II-VI稀磁半导体中自旋极化电子注入的边缘和垂直发射发光的圆极化的许多特征。
2003-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-induced long-ranged disorder effect in ultra-dilute two-dimensional holes in GaAs heterojunction-insulated-gate field-effect-transistors
通过比较GaAs异质结绝缘栅场效应晶体管中强相关二维空穴在短暂光照前后的输运测量结果，发现光致无序引起载流子态的质的变化.对于从$3\times10^{10}$ $cm^{-2}$到$7\times10^{8}$ cm $^{-2}$的电荷浓度范围，照射后空穴迁移率对于低于$2\times10^{10}$ cm $^{-2}$的电荷密度表现出严重的抑制，而对于高于该密度几乎没有变化。确定了该疾病的长期性质。的温度依赖性的电导率也急剧修改的无序重新配置从非激活到激活。
2013-06-26 cond-mat.mes-hall
Interplay between s-d exchange interaction and Rashba effect: spin-polarized transport
研究了在垂直磁场和电场作用下n型稀磁窄隙半导体量子阱中二维电子气的自旋极化输运性质。有趣的拍频模式中的磁阻被发现，可以通过改变电场显着调谐。发现了自旋极化电流的共振增强，这是由s-d交换相互作用和Rashba效应之间的竞争引起的[Y. A. Bychkov和E. I. Rashba，J.Phys.C17，6039（1984）]。
2006-09-21 cond-mat.mes-hall
Suppression of superfluidity by dissipation -- An application to failed superconductor
玻色子的基态被分为超流态、莫特绝缘体和玻色玻璃态。最近在二维超导体中的实验强烈地表明存在库珀对的第四量子态，即，玻色金属或量子金属，其中电阻率在最低温度下保持恒定。然而，对它的理论认识仍然没有定论。在本文中，我们从理论上表明，玻色子在稀极限受到耗散可以失去超流性，并保持金属，利用费曼的超流性的第一个量子化配方的图片。这一结果与二维超导体中的量子涡旋在外加磁场作用下的结果是一致的。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inhomogeneous dynamic nuclear polarization and suppression of electron-polarization decay in a quantum dot
我们通过频繁地向量子点注入极化电子自旋来研究动态核极化过程。由于频繁注入的电子自旋抑制了直接偶极和间接电子介导的核自旋相互作用，独立自旋近似下的解析预测与量子数值模拟符合得很好。我们的结果表明，所获得的核极化是高度不均匀的，成正比于当地的电子-核超精细相互作用常数的平方，如果注入频率高。利用非均匀极化核自旋作为初始态，我们进一步证明了即使在相对较低的核极化（<20%）下，电子极化衰减时间也可以延长100倍，而不会对Overhauser场的涨落产生太大的抑制。我们的研究结果奠定了基础，为未来的研究更复杂的自旋系统，如双量子点和氮空位中心的金刚石中的DNP的效果。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effective mass suppression upon complete spin-polarization in an isotropic two-dimensional electron system
我们测量的有效质量（m*）的相互作用的二维电子局限于一个4.5 nm宽的AlAs量子阱。该阱中的电子占据具有各向同性面内费米轮廓的单个面外导带谷。当电子部分自旋极化时，m* 大于其能带值，并随着密度的减小而增大。然而，当通过施加强平行磁场将系统驱动到全自旋极化时，m* 被抑制到接近或甚至低于带质量的值。我们的结果是一致的宽AlAs量子阱中的电子占据一个各向异性的费米轮廓和有效质量的面内谷与先前报道的测量，并建议，有效质量抑制后，完全自旋极化是一个真正的相互作用的二维电子的属性。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Direct Evidence for Suppression of the Kondo Effect due to Pure Spin Current
我们研究了纯自旋电流对稀释磁性合金中近藤单线态的影响，使用非局域横向自旋阀结构，具有高度自旋极化的Co2FeSi电极。温度依赖性的非本地自旋信号显示出急剧减少，随着温度的降低，随后由一个平台对应于低温费米液体制度低于近藤温度（TK）。发现近藤合金的自旋扩散长度随着自旋积累的演化而增加。结果与直觉描述一致，即近藤单线态在足够大的自旋积累中甚至低于TK也不能存活。
2016-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarized edge state emission from topological spin phases of trapped Rydberg excitons in Cu$_2$O
在一维链的捕获里德堡激子在氧化亚铜半导体的拓扑自旋相最近已被预测[物理评论快报。123，126801（2019）; arXiv：1903.11951]。该相的特征是$p$ -壳层激子角动量- $1$的稀释反铁磁序和表现类似于自旋- $1/2$费米子的边缘态。本文研究了有限长链中的基态的性质以及由于边自旋的有效相互作用而产生的精细结构。我们证明，这些边缘状态可以通过增强的圆偏振的边缘发射相比，从散装的发射光学检测。基于变分原理，我们用数值方法和解析方法计算了激子角动量随链中陷阱数的分布。
2020-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Resonant tunneling diode with spin polarized injector
我们研究了II-VI族半导体共振隧穿二极管与稀磁半导体注入器耦合的电流-电压特性。由于外部磁场的作用，注入器中产生了巨大的塞曼分裂，这改变了器件的能带结构，强烈影响了输运性质。我们发现一个很大的增加，伴随着位移的共振峰振幅随着电场的增加到更高的电压。我们讨论了一个模型，该模型表明，这种效应是由三维入射分布，巨大的塞曼自旋分裂和宽共振线宽的组合。
2007-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Spin-Polarized Currents in the Quantum Hall Regime
利用顺磁稀磁半导体硒化锌锰（Zn $_{1-x}$ Mn $_x$ Se）的大塞曼分裂，提出了一个探测量子霍尔区自旋极化电流的实验.在拟议的实验中，自旋极化电子注入ZnMnSe接触到砷化镓（GaAs）的二维电子气（2DEG）安排在一个霍尔酒吧的几何形状。我们在Landauer-Büttiker形式主义的框架内计算了该实验装置的霍尔电阻。这些计算预测，对于填充因子$ν=2$，对于通过ZnMnSe接触的100%自旋注入，霍尔电阻是在没有电荷载流子自旋极化注入到2DEG中的情况下的两倍。我们还研究了2DEG内自旋极化电子的平衡对霍尔电阻的影响。此外，在我们的模型中，我们预计没有接触和2DEG之间的耦合为奇数填充因子的2DEG为100%自旋注入，因为相反的符号的g-因子的ZnMnSe和GaAs。
2004-05-11 cond-mat.mes-hall
Small quantum dots of diluted magnetic III-V semiconductor compound
在本章中，量子多体理论方法被用来研究GaAs和InAs基的，含有锰或钒原子的小半导体化合物量子点（QD）的性质。自从纳米磁性半导体（即具有增强的磁性的纳米半导体化合物）的实验合成以来，对这样的系统的兴趣已经增长。这种增强是通过几种方法实现的，特别是通过掺杂一些原子，如Mn或V的共同的半导体化合物。实验研究表明，在薄纳米级磁性半导体膜和量子点的情况下，电子自旋密度可以是离域的。如本章所述，基于量子多体理论的计算合成（即，掺杂取代Mn或V原子的四面体对称GaAs和InAs小金字塔QD的虚拟合成）证明了这种QD是确实具有离域和极化电子自旋密度的小磁性分子。这种离域提供了一种物理机制，负责这些纳米级分子磁体的稳定，并导致什么可以被描述为电子电荷赤字的自旋极化孔的发展。在某些量子点中，电子自旋密度分布的数值相对较大，表明这种半导体系统可以用作自旋电子和磁光传感器应用的纳米材料。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Band engineering in dilute nitride and bismide semiconductor lasers
高度失配的半导体合金如GaNAs和GaBiAs具有几种新颖的电子性质，包括随着x的增加能隙的快速减小，以及对于GaBiAs，随着Bi组分的增加自旋轨道分裂能的强烈增加.我们在这里审查的电子结构的合金和它们的后果理想的激光器。然后，我们描述了在实际的GaInNAs远程通信激光器的演示取得的实质性进展。这些具有与传统InP基器件相当的特性。这包括对阈值电流的强俄歇贡献。然而，我们发现，在GaBiAs和GaBiNAs中的大的自旋轨道分裂能量可能导致抑制占主导地位的俄歇复合损耗机制，最终打开了有效的温度稳定的远程通信和更长波长的激光器的路径，显著降低功耗。
2012-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The effects of Mn concentration on spin-polarized transport through ZnSe/ZnMnSe/ZnSe heterostructures
研究了Mn浓度对具有单一顺磁层的稀磁半导体异质结构中弹道自旋极化输运的影响。利用实验数据拟合了零场导带偏移函数，发现自旋电流密度强烈依赖于Mn浓度。通过改变Mn浓度、顺磁层宽度和外加磁场，可以调节电子自旋极化和隧道磁阻的大小和符号。通过选择合适的Mn浓度和顺磁层宽度，输出电流的自旋极化度可以达到100%，器件可以用作自旋滤波器。
2006-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Manipulation of Ferromagnets via the Spin-Selective Optical Stark Effect
我们研究了非共振磁化全光开关。本文从线偏振光和圆偏振光的自旋选择性光学斯塔克效应出发，对逆法拉第效应进行了理论分析。在稀磁半导体（Ga，Mn）As中，低于禁带宽度的强激光脉冲在依赖于磁化强度和光波矢量的方向上感应出几特斯拉的有效磁场。我们的理论表明，偏振光催化晶格和磁化之间的角动量转移。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall
Minigap suppression in S(N/F)S junctions
我们考虑一个长扩散约瑟夫森结，其中弱连接是一个薄的正常金属（N）-铁磁（F）双层（N和F形成超导体（S）之间的平行连接）。我们表明，超导性的弱链接可以描述由一个有效的一维Usadel方程包含一个“稀释”的交换场以及一个弱depairing项，这是由双层的固有的不均匀性。退配对机制将S（N/F）S系统与SFS结区分开来，并影响S（N/F）S结的态密度。这将导致自旋分辨态密度中的小间隙被抑制。用几何参数、无功能和有效交换场来表示失效率和最小间隙。有效的一维理论可以适用于各种结构与薄的非均匀链接，并显示出良好的协议与原来的二维方程的数值解。我们还讨论了如何揭示实验预测的效果。
2021-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay of the Kondo Effect and Spin-Polarized Transport in Magnetic Molecules, Adatoms and Quantum Dots
我们研究了一类表现出单轴磁各向异性的系统中的近藤效应和自旋极化隧穿的相互作用，例如磁性分子、磁性吸附原子或耦合到单个局域磁矩的量子点。用数值重整化群方法计算了近藤区的谱函数和线性电导。我们发现，传导电子和局域磁芯之间的交换耦合通常会导致近藤效应的抑制。我们还预测了交换耦合的强度和各向异性常数上的隧道磁阻的非平凡的依赖。
2011-03-06 cond-mat.mes-hall
Proposal for an on-demand source of polarized electrons into the edges of a topological insulator
我们提出了一种器件，允许发射的自旋极化电子对的边缘状态的二维拓扑绝缘体。电荷和自旋发射是利用周期性驱动的量子点弱耦合到主机拓扑绝缘体的边缘状态。我们目前的计算发射的时间相关的电荷和自旋电流的动态散射体使用Floquet散射矩阵的方法。自旋极化双粒子发射的实验特征可以在噪声测量中找到。本文介绍了一种新的噪声抑制方法--反聚束法（antibunching）--$\mathbb{Z}_2$。此外，我们提出了一个设置，其中所发射的电子的纠缠产生。这种纠缠是基于后选择过程，并成为明显的违反Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式。
2013-12-12 cond-mat.mes-hall
Defect-enhanced Rashba spin-polarized currents in carbon nanotubes
在具有Rashba自旋轨道相互作用的原始碳纳米管中产生自旋极化电流已被证明对管的对称性和设置的几何形状非常敏感。在这里，我们分析的作用，由于外部电场的金属碳纳米管的自旋量子电导的缺陷。我们发现，局部缺陷，如吸附的氢原子或五边形-七边形对，增加Rashba自旋极化电流。此外，这种增强发生的能量更接近费米能量相比，原始管的响应。当系统中引入几个等间距的缺陷时，这种增量甚至可以更大。我们探索不同的安排缺陷，表明对于某些几何形状有翻转的自旋极化电流，甚至运输抑制。我们的研究结果表明，在纳米尺度的自旋阀器件可以通过缺陷工程在碳纳米管。
2017-10-03 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized Mn$^{2+}$ emission from Manganese-doped colloidal nanocrystals
本文报道了在Mn $^{2+}$掺杂的ZnSe/CdSe核/壳胶体纳米晶体中实现的强量子限制的“0-D”稀磁半导体（DMS）的磁光致发光研究。与它们的3-D（体）、2-D（量子阱）、1-D（量子线）和0-D（自组装量子点）DMS对应物形成鲜明对比，来自这些纳米晶体中Mn $^{2+}$离子的内部\emph{d-d}（$^4T_1 \rightarrow ^6A_1$）跃迁的普遍存在的黄色发射带在施加的磁场中被\emph{not}抑制，并且\emph{does}变为圆偏振。该极化跟踪Mn $^{2+}$磁化，并且伴随着右圆形发射分量和左圆形发射分量之间的相当大的能量分裂，该能量分裂与激子-Mn \emph{sp-d}耦合强度成比例（该耦合强度进而可随尺寸调节）。这些数据突出了强量子限制对DMS纳米材料中磁性离子的激发和发射机制的影响。
2011-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-Activated Nuclear Spin Polarization in Dilute Ferromagnetic (Ga,Mn)As
研究了生长在GaAs衬底上的Ga_（1-x）Mn_xAs（x 0.04）薄膜的光致核自旋极化。高场感应探测Ga-71核磁共振与样品浸没在超流He研究连续波近带边光学照明的影响晶格核自旋在铁磁相。利用圆偏振光记录GaAs和GaMnAs薄膜样品的光致NMR信号的光子能量依赖性。在外加磁场条件下，采用修正的8带Pidgeon-Brown模型，用k.p方法计算了电子能带结构，并对数据进行了解释。NMR跃迁强度的光子能量依赖性表现出的吸收带边的移位;相对于激发光的螺旋度的意义的不变性;和在光子能量依赖性的振荡的情况下，所有这些都与理论预测一致。通过可变光强研究和光/暗调制光泵浦实验研究了光激活NMR实验的动力学。这是因为掺杂Mn（一种p型掺杂剂）可以将费米能级推入价带深处，并阻止产生自旋极化电子所需的光学跃迁（Burstein-Moss效应）。此外，计算出的传导电子g因子的增强超过两个数量级，预计淬火的电子-核自旋角动量转移，这阻碍了超极化的晶格核。可变光强度和光学门控的实验揭示了与光诱导四极弛豫一致的机制，该过程肯定会干扰该材料中晶格核自旋态中量子信息的光学传输和存储。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Zinc Oxide - From Dilute Magnetic Doping to Spin Transport
在过去的几年里，人们对宽带隙II-VI族半导体ZnO重新产生了兴趣，这是由自旋电子学应用的前景所引发的。首先，铁磁性预测稀磁掺杂。通过对ZnO：Co薄膜的宏观和微观性质的综合研究，没有发现载流子介导的巡游铁磁性。相纯，晶体学上优异的ZnO：Co是均匀顺磁性的。当发生相分离或缺陷形成时，由于纳米尺寸的金属沉淀物而产生超顺磁性。其他化合物如ZnO：（Li，Ni）和ZnO：Cu不显示铁磁性。其次，其小的自旋轨道耦合和相应的大自旋相干长度使得ZnO适合于在自旋电子器件中传输或操纵自旋。从光泵/光探针实验，我们发现在低温下，我们归因于绑定到Al施主的电子的顺序为15 ns的自旋退相时间。在全电磁输运测量中，我们成功地创建和检测了一个自旋极化的电子系综，并将此自旋信息传输到几个纳米。我们得出的自旋寿命为2.6 ns的这些巡回自旋在低温下，对应的结果从电泵/光探测实验。
2013-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
