A self-consistent approach to the one-dimensional chain models for the ferro- and antiferro-magnetism of nanotubes
我们采用基于量子理论的自洽模拟方法研究了一对铁磁和反铁磁纳米管的物理性质。结果表明，在给定的条件下，无论外加磁场是否沿易纵轴方向，由于纳米管特殊的几何形状和磁单轴各向异性，自旋总是沿易纵轴方向有序排列，从而使这两类纳米系统表现出典型的铁磁和反铁磁性质，这可能在现代技术中得到应用。与先前在纳米颗粒中观察到的现象形成强烈对比，在纳米颗粒中，平行于反铁磁耦合自旋施加的外部磁场能够使自旋偏离其原始方向，以围绕场方向形成对称图案。这一特性使我们能够建立这两种纳米体系的一维链状模型。考虑到其快速的计算速度和简单性，这些理论模型被用来研究纳米系统的有限尺寸效应，并对长管进行进一步的分析。特别是，我们的理论模型和数值方法得到的结果是完全相同的，验证了计算方法的正确性和适用性。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall
Doped carbon nanotubes as a model system of biased graphene
虽然很难通过实验获得，但态密度（DOS）是固态系统中的一个关键参数，它控制着几个重要的现象，包括输运，磁性，热和热电性质。我们研究DOS中的钾插入单壁碳纳米管（SWCNT）的合奏，并使用电子自旋共振光谱显示，存在相当数量的电子态，这引起了费米液体在这种材料中的行为。理论和实验DOS之间的比较表明，它不显示显着的相关效应，即使原始的纳米管材料显示Luttinger液体行为。我们认为，碳纳米管系综基本上映射出整个布里渊区的石墨烯，因此它作为一个模型系统的偏置石墨烯。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Possible Room Temperature Ferromagnetism in Hydrogenated Carbon Nanotubes
我们发现氢的引入可以在碳纳米管中诱导出铁磁性。多孔氧化铝模板内生长的多壁碳纳米管含有大密度的缺陷，导致在高温下退火时显著的氢吸收。这种氢结合产生H-络合物和吸附原子磁性，其产生相当大的铁磁矩和接近Tc=1000 K的居里温度。我们研究了氢的掺入条件，温度依赖性的磁性行为，以及铁磁性对纳米管尺寸的依赖性。
2010-03-19 cond-mat.mes-hall
Orbital and spin magnetic moments of transforming 1D iron inside metallic and semiconducting carbon nanotubes
利用局域X射线磁性圆二色性（XMCD）和体超导量子干涉仪（SQUID）研究了一维碳纳米管杂化材料中铁的轨道和自旋磁性.纳米管混合物最初是二茂铁填充的不同金属性的单壁碳纳米管（SWCNT）。经过高温纳米化学反应后，二茂铁分子相互反应形成铁纳米团簇。我们发现，二茂铁分子轨道的相互作用不同的单壁碳纳米管的不同金属没有显着的XMCD响应。这种XMCD在不同的温度和磁场揭示了轨道和/或自旋磁矩的封装铁急剧改变的转变为一维Fe纳米团簇发生。轨道和自旋磁矩都被发现是在填充的半导体纳米管比在金属样品更大。这可能意味着封装材料的磁极化取决于管的金属性。从铁的3d磁矩和体磁SQUID测量之间的比较，我们得出结论，离域的磁性决定了这些一维混合纳米结构的磁性。
2012-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic nuclear spin helix and topological superconductivity in $^{13}$C nanotubes
我们研究了相互作用的$^{13}$ C碳纳米管中局域核自旋与传导电子之间的超精细耦合所产生的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用.使用Luttinger液体形式主义，我们表明，RKKY相互作用是亚晶格依赖的，在非相互作用的碳纳米管的自旋磁化率计算一致，它导致在有限尺寸的系统中的反铁磁核自旋螺旋。转变温度达到几十mK，这是由于有序核自旋通过奥弗豪泽场的正反馈的强烈推动。与GaAs纳米线类似，螺旋核自旋序的形成使传导电子的一半消失，因此在传输实验中可观察到电导降低2倍。核自旋螺旋导致电子子系统中自旋和电荷自由度相结合的密度波，导致合成的自旋-轨道相互作用，从而诱导非平凡的拓扑相位。因此，拓扑超导与马约拉纳费米子束缚态可以实现在系统中存在的邻近诱导的超导性，而不需要微调的化学势。我们提出的相图作为系统参数的函数，包括配对的差距，由于核自旋螺旋的差距，和塞曼场垂直于螺旋平面。
2015-12-22 cond-mat.mes-hall
Nuclear magnetism and electron order in interacting one-dimensional conductors
一维导体的局域磁矩和电子之间的相互作用可以导致有序相，其中磁矩和电子彼此紧密结合。我们在这里表明，这种情况发生时，晶格的核自旋嵌入在Luttinger液体。这种系统的实验可用的例子是完全从13 C和GaAs基量子线生长的单壁碳纳米管。在这些系统中，核自旋和传导电子自旋之间的超精细相互作用非常弱，但它引发了强烈的反馈反应，导致由核helimagnet组成的有序相，该相与结合电荷和自旋自由度的电子密度波不可分割地结合。这种效应可以被解释为核奥弗豪泽场的强重整化，并且是Luttinger液体物理学的独特特征。通过反馈，该顺序持续到毫开尔文范围。一个特殊的特征是电导率降低了通用因子2。
2009-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron-nuclear interaction in 13C nanotube double quantum dots
对于相干电子自旋，与主体材料中的原子核的超精细耦合可以是不需要的自旋退相干的主要来源，或者如果有效控制，则可以是允许存储和检索量子信息的资源。为了研究可控核环境对受限电子自旋演化的影响，我们制备并测量了具有集成电荷传感器的栅极定义的双量子点，该电荷传感器由单壁碳纳米管制成，其中大多数零核自旋12 C原子中具有可变浓度的13 C（核自旋I= 12）。使用天然丰度（~ 1%）的13 C的甲烷生长的双点器件中的自旋敏感的运输进行了比较，与使用增强的（~99%）浓度的13 C生长的类似器件。我们观察到强烈的同位素效应在自旋阻塞运输，并从外部磁场的依赖性，估计超精细耦合在13 C纳米管的数量级为100微电子伏特，两个数量级大于理论预期。13 C增强纳米管是一种有趣的新系统，用于基于自旋的量子信息处理和存储器，其原子核与栅极控制的电子强耦合，与衬底中的原子核不同，自然地被限制在一维，缺乏四极耦合，并且具有从每个电子小于1到10^5的容易控制的浓度。
2008-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic, Magnetic and Transport Properties of Graphene Ribbons Terminated by Nanotubes
通过密度泛函和大尺度紧束缚输运计算，研究了最近提出的石墨烯带的电子结构、磁性和输运性质，这些石墨烯带的边缘被卷起形成纳米管。扶手椅型纳米管的边缘呈现磁矩，其位于管或带中，并具有金属或半金属特征，这取决于结的对称性。这些性质具有潜在的自旋阀和自旋过滤器设备的优势，比其他提出的系统。锯齿形纳米管的边缘是金属的或半导体的，而不影响带的本征迁移率。通过改变纳米管和带的类型和尺寸，提供了定制磁性和传输特性的可能性，使这些系统非常有应用前景。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Orbital hyperfine interaction and qubit dephasing in carbon nanotube quantum dots
超精细相互作用（HF）对于固态量子信息处理的功能性至关重要，因为它影响量子比特相干性并使核自旋量子存储器成为可能。在这项工作中，我们完成了理论的基本超精细相互作用机制（费米接触，偶极，轨道）在碳纳米管量子点通过提供一个理论描述的轨道HF。我们发现，轨道HF诱导的纳米管晶格的核自旋之间的相互作用和限制在量子点中的电子的谷自由度。我们表明，由此产生的核自旋-电子谷相互作用（i）是大约伊辛型，（ii）基本上是本地的，在这个意义上，可以定义一个半径和点长度无关的原子相互作用强度，和（iii）具有原子相互作用强度，这是相媲美的费米接触和偶极相互作用的组合强度。我们认为，轨道HF提供了一个新的退相干机制的单电子谷量子比特和自旋谷量子比特在一系列的多谷材料。我们明确评估相应的非均匀退相时间$T_2^*$的纳米管为基础的谷量子位。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall
First order $0/π$ quantum phase transition in the Kondo regime of a superconducting carbon nanotube quantum dot
为了研究强电子关联与邻近效应的竞争，我们研究了嵌入SQUID环中的碳纳米管量子点。取决于局部配对还是局部磁性占优势，超导量子点将分别表现出正或负超电流，称为0或$π$约瑟夫森结。在强库仑阻塞的状态下，0到$π$的转变通常由点的离散电荷状态从偶数到奇数的变化来控制。相反，在较大的隧穿振幅的近藤效应发展为一个奇数电荷（磁）点在正常状态下，猝灭磁性。在这种情况下，我们发现，由于超导能隙和Kondo温度的竞争，当引入超导时，可以在固定价态下触发0到$π$的一阶量子相变. SQUID的几何形状与我们的设备的可调谐性一起允许探索由最近的理论预测的相关联的相图。我们还报告了在过渡制度中的电流-相位关系的非谐行为的观察，我们与两个不同的可访问的超导状态。我们的研究结果最终揭示了近藤基态的自旋单重态性质，这是使0相远离混合价态区域稳定的关键过程。
2011-10-10 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotubes for coherent spintronic devices
碳纳米管是分子和晶体量子世界的桥梁，其非凡的电子，机械和光学特性引起了广泛的科学界的极大关注。我们回顾了基于单个电栅控碳纳米管制造自旋电子器件的基本原理，并提出了理解其电子和核自旋自由度的实验努力，这在未来可能会使量子应用成为可能。
2009-12-14 cond-mat.mes-hall
Landau-Zener tunneling of a single Tb3+ magnetic moment allowing the electronic read-out of a nuclear spin
基于碳纳米管量子点的多终端器件在非常低的温度下用于探测嵌入在双酞菁铽（III）配合物（TbPc 2）中的单电子和核自旋。当两个分子强耦合到纳米管时，发现了具有大电导跳跃的自旋阀签名。横向场的应用分离了两种分子的磁信号，并实现了铽核自旋的单次读出。研究了朗道-齐纳（Landau-Zener，LZ）量子隧穿几率随场扫描速率的变化，建立了与LZ方程的良好一致性，并给出了隧道分裂Δ.有人发现？作为横向场的函数线性增加。这些研究是TbPc 2中单个核自旋的相干操纵的必要先决条件。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Observation of Wigner cusps in a metallic carbon nanotube
本文通过测量已知手性金属纳米管的栅压相关电导率，揭示了先前无法解释的双峰电导抑制现象实为原子和核物理实验中常见的Wigner尖角，而非接触电阻所致。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetic Order in Kondo-Lattice Systems due to Electron-Electron Interactions
当核自旋处于无序状态时，电子自旋与核自旋之间的超精细相互作用是自旋量子比特退相干的主要来源之一。后者的排序在很大程度上抑制了这种退相干的来源。在这里，我们表明，这样的顺序可以发生通过热力学相变在二维（2D）近藤晶格型系统。我们特别关注嵌入在2D电子气中的核自旋。核自旋通过电子气携带的RKKY相互作用相互作用。我们表明，在有限温度下的核磁序依赖于由于电子-电子相互作用的二维静态电子自旋磁化率的异常行为。这提供了低维磁性和非解析性之间的相互作用的二维电子系统的连接。我们讨论了核磁性的条件，并表明，相关的居里温度随着电子-电子相互作用的增加，并可能达到毫开尔文制度。进一步减少到一维的维数是简短的讨论。
2008-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pauli spin blockade in carbon nanotube double quantum dots
我们报道了杂质定义的碳纳米管双量子点中的泡利自旋阻塞。我们观察到一个显着的电流抑制负源极-漏极偏置电压的量子点的对称和非对称耦合的引线进行了研究。测得的微分电导同意与理论模型的双量子点系统中的自旋封锁制度，使我们能够估计相关的单重态和三重态的占用概率。这项工作表明，在纳米管量子点中有效的自旋到电荷转换是可行的，并打开了在不受与核自旋的超精细相互作用限制的材料中进行单自旋读出的可能性。
2008-05-27 cond-mat.mes-hall
Hyperfine interaction and electron-spin decoherence in graphene and carbon nanotube quantum dots
我们解析计算了单电子在碳纳米管或石墨烯量子点中的核自旋相互作用。虽然石墨烯中的导带态是p型的，但碳纳米管中的相应态由于曲率而为sp杂化。这导致了各向同性和各向异性超精细相互作用之间有趣的相互作用。通过仅使用分析方法，我们能够显示相互作用强度如何取决于重要的物理参数，如曲率和同位素丰度。我们发现，对于所研究的碳结构，13 C超精细耦合强度小于1 μ-eV，并且相关的电子自旋退相干时间可以预期为几十微秒或更长，这取决于自旋携带13 C核的丰度。此外，我们发现超精细诱导的奈特位移是高度各向异性的，无论是在石墨烯和纳米管的任意手性。
2009-09-09 cond-mat.mes-hall
A valley-spin qubit in a carbon nanotube
虽然III-V族半导体量子点中的电子自旋作为量子比特已经显示出很大的前景，但一个主要的挑战是这些材料中不可避免的超精细退相干。在IV族半导体中，主要的核物质是无自旋的，允许量子比特相干时间在金刚石和硅中延长到几秒。碳纳米管是一种特别有吸引力的主体材料，因为与谷自由度的自旋轨道相互作用允许量子位的电操纵。在这项工作中，我们实现了这样一个量子比特的纳米管双量子点。量子比特被编码在两个谷自旋态中，通过由纳米管中的弯曲介导的电驱动自旋共振（EDSR）进行相干操纵。通过测量泡利阻塞中的电流来执行读出。演示了任意量子比特的旋转，并通过哈恩回波测量了相干时间。虽然在我们目前的设备中测得的退相干时间仅为65 ns，但这项工作提供了创建量子位的可能性，可以几乎消除超精细相互作用。
2012-10-10 cond-mat.mes-hall
Ultrasensitive Displacement Noise Measurement of Carbon Nanotube Mechanical Resonators
基于单个碳纳米管的机械谐振器是质量和力的特殊传感器。这些超轻谐振器中的力灵敏度通常受到振动检测中的噪声的限制。在这里，我们报告了一个超灵敏的方案的基础上的RLC谐振器和低温放大器来检测纳米管的振动。我们还展示了一种新的机电纳米管谐振器的制造工艺，以减少悬浮纳米管和栅极之间的分离下降到$\sim 150$ ~nm。这些在检测和制造方面的进步使我们能够达到$0.5~\mathrm{pm}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$位移灵敏度。在300 mK低温下冷却的热振动被检测到，其信噪比高达17 dB。我们证明了$4.3~\mathrm{zN}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$力灵敏度，这是迄今为止用机械谐振器实现的最佳力灵敏度。我们的工作是对单个核自旋成像和研究不同量子电子输运机制中机械振动和电子之间耦合的重要一步。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall
Intertube effects on one-dimensional correlated state of metallic single-wall carbon nanotubes probed by 13C NMR
孤立单壁碳纳米管（SWCNTs）中的电子态被认为是Tomonaga-Luttinger液体（TLL）的理想实现。然而，目前还不清楚是否一维关联状态下实现的局部环境效应，如形成的束结构。源自束内其他相邻SWCNT的管间效应可显著改变一维关联状态。为了检验TLL模型在成束单壁碳纳米管中的有效性，通过核磁共振（NMR）研究了低能自旋激发。在捆绑的金属和半导体单壁碳纳米管的混合物中的NMR弛豫速率示出了幂律温度依赖性与理论预测的指数。这表明，具有与有效库仑相互作用相同强度的TLL状态在成束样品中实现，如在隔离的SWCNT中。在成束的金属单壁碳纳米管，我们发现一个幂律的弛豫速率的温度依赖性，但弛豫速率的大小是一个数量级小于理论预测。此外，我们发现了一个几乎两倍的大小的Luttinger参数。这些结果表明，抑制自旋激发与减少库仑相互作用成束的金属SWCNT，这是由于管间相互作用源自相邻的金属SWCNT内的束。我们的研究结果提供了直接的证据，捆绑减少了有效的库仑相互作用，通过捆绑金属单壁碳纳米管内的管间相互作用。
2017-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The influence of a single defect in composite gate insulators on the performance of nanotube transistors
采用紧束缚近似下的非平衡格林函数方法计算了圆柱栅电极碳纳米管场效应晶体管（CNFET）的电流。计算结果与实验数据吻合较好。众所周知，空间辐射和核辐射会引起固体中的缺陷。用理论方法计算了长沟道p型CNFET栅氧化层中单个缺陷引起的随机电报信号（RTS）噪声幅度。我们调查的RTS噪声的幅度是如何影响的栅极绝缘体的复合结构，其中包含一个内部绝缘体的介电常数大于3.9和一个外部绝缘体的介电常数为3.9（作为二氧化硅）。结果表明，随着内栅绝缘层厚度的减小，RTS幅值明显增大。如果内绝缘体太薄，即使其介电常数大到80，由Q = +1e的电荷引起的RTS噪声的幅度在导通区域中可能达到约80%。由于碳纳米管场效应晶体管中缺陷的强烈影响，碳纳米管场效应晶体管具有用于空间辐射或核辐射探测的潜力。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Magnetic Ordering of Nuclear Spins in an Interacting 2D Electron Gas
利用Kondo晶格模型研究了二维相互作用电子气中核自旋的磁性行为。我们推导出一个有效的磁哈密顿核自旋是RKKY型和核自旋之间的相互作用强烈修改的电子-电子相互作用。我们表明，在有限温度下的核磁有序依赖于二维静态电子自旋磁化率的（异常）行为，从而提供了一个低维磁性和非解析性之间的联系，在相互作用的二维电子系统。使用各种微扰和非微扰近似方案，以建立电子自旋磁化率作为其波矢的函数的一般形状，我们表明，核自旋局部顺序铁磁，这种顺序可以成为全球在某些制度的利益。我们表明，相关的居里温度的核系统的增加与电子-电子相互作用的毫开尔文范围。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum transport in carbon nanotubes
碳纳米管是一种多功能材料，其中凝聚态物理的许多方面都结合在一起。最近的发现，使先进的制造，揭示了新的现象，完全改变了我们的理解，在这些设备中的运输，特别是自旋和谷自由度的作用。本文介绍了现代的理解，通过纳米管器件的运输。与传统的半导体不同，纳米管中的电子有两个角动量量子数，分别来自自旋和谷自由度。我们专注于两者之间的相互作用。在短长度纳米管中定义的单量子点中，通过库仑阻塞光谱揭示了与每个自由度相关的能级以及它们之间的自旋轨道耦合。在双量子点中，量子数的组合改变了泡利阻塞的选择规则。这可以用来读出自旋和谷量子比特，并通过耦合到核自旋和声子来测量这些状态的衰变。碳纳米管的第二个独特性质是，一维中的谷自由度和电子-电子相互作用的组合强烈地改变了它们的输运行为。量子点内外电子之间的相互作用表现为SU（4）Kondo行为和能级重整化。点内的相互作用导致维格纳分子和更复杂的相关态。这篇评论需要一个实验的角度，最新的理论进展。除了众所周知的总体情况外，我们还明确提出了该领域的开放性问题。这些进展使纳米管成为一维自旋和谷物理研究的领先系统，在一维中，电子无序和超精细相互作用都可以降低到非常低的水平。
2015-07-09 cond-mat.mes-hall
Ultrafast pseudomagnetic fields from electron-nuclear quantum geometry
针对圆偏振声子难以向电子高效转移角动量的问题，提出基于电子-核量子几何的耦合机制，并通过 SrTiO$_3$ 第一性原理模拟证明其可产生达 50 meV 的瞬态轨道分裂。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diameter-Controlled High-Order Vortex States and Magnon Hybridization in VSe2 Nanotubes
本研究通过密度泛函理论与Heisenberg建模，揭示VSe2纳米管中直径控制的高阶涡旋态（如3φ态）可实现传统系统禁止的轨道角动量选择定则下的磁振子杂化，为高OAM磁振子产生及自旋波信息传输提供无平台方案。
2025-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The Peculiar Size and Temperature Dependence of Water Diffusion in Carbon Nanotubes studied with 2D NMR Diffusion-Relaxation D-T2eff Spectroscopy
众所周知，疏水纳米通道内的水比本体水扩散得更快。最近的理论研究表明，这种增强依赖于疏水纳米通道的大小。然而，缺乏这种依赖性的实验证据。本文结合超导磁体杂散场中二维核磁共振（NMR）扩散弛豫D-T2 eff谱和分子动力学（MD）模拟，分析了265 ~ 305 K温度范围内不同直径（1.1 ~ 6.0 nm）碳纳米管（CNTs）中水动力学的尺寸依赖性.根据碳纳米管的直径，纳米管水被证明是解决在两个或更多个管状组件获得不同的自扩散系数。最值得注意的是，一个有利的碳纳米管直径范围3.0-4.5 nm的实验验证的第一次，其中在中心的碳纳米管的水分子动力学表现出明显的非阿耳忒弥斯行为，其特征在于超快扩散和非凡的脆弱性，在努力了解疏水纳米通道中的水行为的一个重要结果。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.chem-ph
Giant enhancement of the NMR resolution and sensitivity of the critical solutions of hyperpolarized fluids within closed carbon nanotubes
我们预测了核自旋密度涨落对封闭碳纳米管中自旋携带原子临界溶液NMR谱的影响。129^129原子核自旋耦合的有效偶极耦合是两项之和，即非关联129^129原子的g_0和依赖于129^129原子密度涨落的g_1。随着碳纳米管体积V的增加，耦合系数g_0以1/V的形式下降到0，而对于含有临界溶液的长碳纳米管，耦合系数g_1保持有限。g_1是在Landau-Ginzburg框架下导出的。当温度T达到临界温度T_c时，129 μ m流体在封闭长管内的g_1约为10 Hz。为了达到g_1>> g_0，需要满足3个条件：（1）129个碳原子的大迁移率;（2）碳纳米管中纳米流体的最大等温压缩率;我们讨论了这种行为的3个应用。首先，当T达到T_c时，N个磁等效的129 ^π原子的FID展宽，以至于FID分裂成N个等距共振的晶格，间距G=3g_1。其次，处于自旋状态I=N/2、m=N/2的129 ^Xe原子的吸收线形状在与拉莫尔频率W发生大位移N*G/2（N>>1）的频率处具有单个δ峰。当N>1+ 2 W/G时，处于自旋状态I=N/2，m=-N/2的纳米流体的偶极场使总磁场反转。第三，讨论了低场谐振器中纳米流体去极化过程中的自发超辐射I_x（t）。在纳米流体的CP处，I_x（t）引起耗散功率~（g_1）^2*N^3的爆发。在强场谐振腔的相反极限情况下，退偏I_x（t）具有迪克幂~（W*N）^2。与纳米…
2010-08-26 cond-mat.mes-hall
Dephasing and Hyperfine Interaction in Carbon Nanotubes Double Quantum Dots: The Clean Limit
本文从理论上研究了碳纳米管双量子点中${}^{13}$ C-超精细相互作用引起的退相效应。对于最初占据一个点的两个电子，我们计算了分离成两个点后的平均返回概率，这两个点具有随机的核自旋配置。我们关注的是收益概率的长时间饱和值$P_\infty$。由于自由度的谷，分析比例如GaAs量子点中的分析更复杂，GaAs量子点具有取决于磁场的两个不同的$P_\infty$值。在这里，准备状态和测量状态是不唯一的，因为同一个点中的两个电子可以处于六种不同的状态。此外，对于每个点中的一个电子，存在16种状态，因此可以通过超精细场进行混合。返回概率实验被发现是强烈依赖于准备状态，外部磁场--塞曼和轨道效应-和自旋轨道分裂。对于自旋-轨道耦合的纳米管，初始态为基态，在零磁场下，饱和度最低，为$P_\infty$ = 1/3，这种情况相当于没有谷自由度的双点。总之，我们报告了9个动态不同的情况下，给$P_\infty$ = 1/3，3/8，2/5，1/2和谷反对称准备状态在轴向磁场中，$P_\infty$ = 1。当制备基态时，由于垂直磁场导致的自旋轨道分裂和塞曼能量之间的比率可以将有效超精细场从三维连续调谐到二维，从而给出从$P_\infty$ = 1/3到3/8的饱和值。
2011-07-23 cond-mat.mes-hall
Thermalization of nuclear spins in lanthanide molecular magnets
单分子磁体通过将基础研究与有前途的应用相结合的能力在量子磁学领域脱颖而出，量子自旋电子学在过去十年的发展例证了基于分子的量子器件所具有的潜力。值得注意的是，嵌入的核自旋态的读出和操纵被用于单分子水平的量子计算的原理研究的证明。本文利用TbPc $_2$分子的非绝热动力学理论，研究了稀释分子晶体中$^{159}$ Tb核自旋的弛豫动力学.我们发现声子调制的超精细相互作用在核自旋和声子池之间打开了一个直接的弛豫通道。我们强调了所发现的机制的自旋浴理论和弛豫动力学的分子自旋在交叉温度的潜在重要性。
2021-10-01 cond-mat.mes-hall
Electron-induced nuclear magnetic ordering in n-type semiconductors
重新讨论了正超精细常数n-杂质半导体的核磁性质。在深冷核自旋系统中，驻留电子可以诱导两种核磁有序。在低于临界值的正核自旋温度下，得到了与I。梅尔库洛夫[I. Merkulov，Physics of the Solid State 40，930（1998）]。这些极化子是随机取向的，并且在每个极化子内，核自旋和电子自旋反铁磁性地对齐。在低于临界值的负核自旋温度下，我们预测了另一种类型的磁有序-动力学诱导核铁磁体。这是一种涉及电子和原子核的长程铁磁有序状态。如果电子自旋弛豫是由超精细耦合而不是由自旋轨道相互作用主导的，它就可以形成。将该理论应用于n掺杂GaAs表明，在实验可达到的核自旋温度$Θ_N \approx 0.5$ $μ$ K和晶格温度$T_L \approx 5$ K下可以达到铁磁有序。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall
Evidence for Helical Nuclear Spin Order in GaAs Quantum Wires
我们提出了解理边过生长GaAs量子线的输运测量。在T > 10 K的高温下，第一种模式的电导率达到2 e^2/h。随着T的降低，电导逐渐降低到1 e^2/h，在T < 0.1 K时变得与T无关，而器件的冷却温度远低于0.1 K。在几种导线中可以看到这种行为，它与密度无关，并且不会被中等磁场B改变。电导减少了两倍，表明在没有B的情况下电子自旋简并度提高。我们的研究结果是一致的螺旋形核磁在Luttinger液体制度的理论预测。
2013-07-01 cond-mat.mes-hall
Dynamically induced magnetism in KTaO$_3$
动态多铁性的特征纠缠动态订单：波动的电偶极子诱导磁化。因此，具有顺电波动的材料如果被动态驱动，则可以产生磁性特征。我们确定的顺电KTaO $_3$（KTO）作为一个主要的候选人的动态多铁性的观察。当KTO样品暴露于圆偏振激光脉冲时，动态诱导的离子磁矩约为每个晶胞核磁子的5%.我们确定的声子谱使用从头计算方法和识别T $_{1u}$作为相关的软声子模式，耦合到外部场和诱导的磁极化。我们还预测了相应的电子效应的动态诱导的磁矩，这是增强了几个数量级，由于电子和离子核之间的显着质量差。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Hyperfine-induced valley mixing and the spin-valley blockade in carbon-based quantum dots
碳纳米管和石墨烯量子点中的超精细相互作用（HFI）是由于13 C原子的存在。我们从理论上表明，在这些结构中的短程性质的HFI引起的谷自由度的电子和核自旋之间的耦合，除了通常的电子自旋核自旋耦合。我们预测HFI的这种性质会影响碳基双量子点中的泡利阻塞输运。特别地，我们表明，只有当量子点能级的自旋和谷简并都被提升时，输运才被阻止，例如，通过适当定向的磁场。阻断是由（1，1）电荷组态中的四个“超三重态”引起的。
2009-11-27 cond-mat.mes-hall
