Magnon Hall effect and anisotropic thermal transport in NiFe and YIG ferromagnets
Righi-Leduc效应是指霍尔效应的热模拟,其中电流被热流代替,电场被温度梯度代替。在这两种情况下,磁场都产生横向力,使载流子(电子、声子、磁振子)在垂直于电流的方向上偏离。在铁磁体中,磁化强度起磁场的作用,相应的效应称为反常霍尔效应。此外,由于各向异性的第二横向贡献,平面霍尔效应,被叠加到异常霍尔效应。我们报告的实验证据的热对应的铁磁体中的霍尔效应,即磁振子霍尔效应(或等效的异常Righi-Leduc效应)和平面Righi-Leduc效应,测量的铁磁体,无论是电导体(NiFe)或绝缘体(YIG)。研究表明,这些新的热动力学效应的普遍性质,有关的各向异性铁磁自由度的内在手性。
2014-12-11 cond-mat.mes-hall
Aspects of Anisotropic Fractional Quantum Hall Effect in Phosphorene
本文分析了磷烯各向异性能带对带边附近两个朗道能级上电子和空穴磁子分支的影响。我们已经发现,分数量子霍尔效应的导(价)带中的最低(最高)朗道能级的间隙是略大于传统的半导体系统,因此实验上可观察到的。我们还发现,由于各向异性,电子和空穴的磁振子模由两个分支组成,两个分支具有两个极小值。此外,我们表明,由于各向异性,有一个第二模式与正色散,以及分离的小波矢量的磁子模式。在共振非弹性光散射实验中可以观察到集体模的这些新特征。
2015-07-16 cond-mat.mes-hall
Resolution of spin Hall and anisotropic magnetoresistance in Pt/EuO$_{1-x}$
本文研究了Pt/ EuO_{1-x}薄膜双层膜在不同温度(T)下的面内和面外磁电阻(MR)随角度和磁场的变化。在双层膜中观察到氧空位的存在,表现为金属-绝缘体转变以及高T铁磁体-顺磁体转变(T_P)。各向异性磁电阻(AMR)可以在整个T范围内提取,甚至在T_P以上,表现出两个符号交叉。我们把它的T-演化归因于易磁化轴方向从高T面外方向旋转到低T面内方向。此外,考虑到薄膜的(111)织构和界面的MR贡献,我们确定了一个T窗口,其中自旋霍尔效应诱导的自旋霍尔磁阻(SMR)可以提取。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall
Anisotropic intrinsic spin Hall effect in quantum wires
我们利用数值模拟研究了Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合下量子线中的自旋霍尔效应。我们发现,内在的自旋霍尔效应是高度各向异性的相对于线的取向,这种各向异性的性质强烈依赖于电子密度和Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相对强度。特别地,在低密度下,当仅占据量子线的一个子带时,自旋霍尔效应对于沿着$[\bar{1}10]$轴的电子动量是最强的,这与纯2D情况下所预期的相反。此外,当占据多于一个子带时,自旋霍尔效应的强度和各向异性可以在电子密度的相对小的变化上变化很大,这使得难以预测哪个线取向将使自旋霍尔效应的强度最大化。这些结果有助于阐明量子限制在自旋轨道耦合系统中的作用,并可以作为未来使用量子线的自旋霍尔自旋电子应用的实验工作的指导。
2014-03-16 cond-mat.mes-hall
Negative Pressure of Anisotropic Compressible Hall States : Implication to Metrology
压力,压缩性,和霍尔电导的各向异性状态在较高的朗道水平的计算。压力和可压缩性变为负值。霍尔电导是非量子化的,并且随填充因子而变化。这些事实与最近的实验观察到的高朗道水平的高度各向异性的可压缩状态。作为负压的一种暗示,证明了量子霍尔效应具有异常的稳定性,即即使纵向电阻不为零,霍尔电阻也是量子化的。
2000-07-17 cond-mat.mes-hall hep-th
Negative spin-Hall angle and anisotropic spin-orbit torques in epitaxial IrMn
自旋力矩铁磁共振研究进行了外延$\mathrm{Fe / Ir_{15}Mn_{85}}$双层与不同的Fe厚度。我们测量到一个负的自旋霍尔角的百分之几的反铁磁IrMn在以前报道的正值相反。一个大的自旋轨道场与拉什巴对称反对奥斯特场也存在。测量的自旋轨道扭矩的大小取决于晶体学方向的电流和相关的交换偏置方向设置在生长过程中。我们建议,在Fe / IrMn界面的未补偿的时刻是负责所观察到的各向异性。我们的发现强调了晶体和磁性结构对反铁磁体中自旋霍尔效应的重要性。
2018-01-03 cond-mat.mes-hall
Giant Anisotropic Magnetoresistance in a Quantum Anomalous Hall Insulator
当三维(3D)铁磁拓扑绝缘体薄膜在面外磁化时,理想地通过无耗散的一维(1D)手征态发生传导,所述手征态的特征在于量子化的零场霍尔电导。最近实现的这种现象-量子反常霍尔效应-提供了一个概念上的新平台,研究边缘态传输,不同于更广泛研究的整数和分数量子霍尔效应,产生于朗道能级形成。在这种情况下出现了一个重要的问题:这些1D边缘状态如何演变的磁化从面外改变到面内?我们研究这个问题,通过研究场倾斜驱动的交叉从主要边缘状态的运输扩散运输在铬掺杂的(Bi,Sb)2 Te 3薄膜,作为系统从量子反常霍尔绝缘体过渡到一个无间隙,铁磁拓扑绝缘体。交叉体现在一个巨大的,电可调的各向异性磁阻,我们解释使用Landauer-Buttiker形式主义。我们的方法提供了一个强大的手段,量化边缘状态的贡献,运输温度和化学势制度远离完美的量化。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Phase Transition in Hall Conductivity on an Anisotropic Kagome Lattice
本文研究了Kagomé晶格上的量子霍尔效应。我们发现了一种新的QHE,其特征在于霍尔电导率的量子化规则$σ_{xy}=2ne^{2}/h$和朗道能级$E(n)=\pm v_{F}\sqrt{(n+1/2)\hbar Be}$($n$是一个整数),这是不同于任何已知的类型。在各向同性的情况下,该相从具有$σ_{xy}=4(n+1/2)e^{2}/h$和$E(n)=\pm v_{F}\sqrt{2n\hbar Be}$的QHE相演变而来,这在具有无质量狄拉克费米子的系统(例如石墨烯)中实现。相变并不像通常那样同时发生在所有的霍尔平台上,而是随着跳跃各向异性的增加,从低能量到高能量依次发生。
2009-07-23 cond-mat.mes-hall
Pressure, Resistance, and Current Activation of Anisotropic Compressible Hall States
在冯·诺依曼格点基上,用平均场论研究了各向异性可压缩高朗道能级霍尔态的热力学和电学性质.结果表明,阻力与各向异性可压缩状态的实验结果一致,且各向异性可压缩状态具有负压。作为推论,讨论了整数量子霍尔效应的坍缩现象。
2000-12-08 cond-mat.mes-hall hep-th
Unconventional anisotropic even-denominator fractional quantum Hall state in a system with mass anisotropy
在相互作用的二维电子系统(2DES)中,在半满朗道能级上观察到的分数量子霍尔态(Fractional quantum Hall state,简称FHHS)是最奇异的物质态之一,因为它的准粒子被认为是具有非阿贝尔统计的马约拉纳。在这里,我们证明了这样一个国家在一个新的2DES具有较强的带质量各向异性的意想不到的存在。我们所观察到的这些小行星具有不寻常的特征。虽然它的霍尔电阻在低温下是量子化的,但它表现出高度各向异性的面内输运,类似于可压缩的条纹/双电荷密度波相位。更令人吃惊的是,各向异性在低于临界温度时突然发生,这表明存在有限温度相变。我们的观察结果突出了各向异性如何修改2DES的多体相位,并应进一步推动围绕神秘的偶数分母的讨论。
2018-11-17 cond-mat.mes-hall
Unusual Properties of Anisotropic Hall Gas: Implication to Metrology of the Integer Quantum Hall Effect
基于平均场论,研究了各向异性可压缩量子霍尔态的物理性质及其对整数量子霍尔效应的影响.研究发现,霍尔气体具有不寻常的热力学性质,如负压和负压缩性,以及不寻常的输运性质。半填充态的输运性质和密度分布与实验中发现的各向异性态在高朗道能级的输运性质和密度分布一致。由于负压的作用,在体中形成的霍尔气体不会扩散而是收缩,并且在有限温度下,霍尔气体的条带会产生异常的电输运。在有限温度和有限注入电流下的电导与最近的整数量子霍尔效应的崩塌和击穿现象的实验相一致。作为副产品,存在一个新的量子霍尔区,耗散量子霍尔区,其中霍尔电阻是精确量子化的,即使在小的纵向电阻的系统。
2002-04-16 cond-mat.mes-hall hep-th
Observation of Shubnikov-de Haas Oscillations, Non-trivial Berry Phase, Planar Hall and Anisotropic Magnetoresistance at the conducting interface of EuO-KTaO$_3$
电子系统中自旋带的动量依赖分裂被称为“Rashba效应”。具有“Rashba效应”的系统在动量空间中具有狄拉克点。在倒易空间中包围狄拉克点的回旋加速器轨道中的电子获得“贝里相位”。本文报道了EuO-KTaO $_3$(KTO)导电界面的Shubnikov-de-Haas振荡(SdH)。观察到的SdH振荡表明存在两个费米面。对于这两个费米面,我们已经看到了一个非平凡的“贝瑞相”的存在,这表明表面包围的“狄拉克点”。因此,Berry相起源于Rashba自旋分裂带的内费米面和外费米面。与拓扑绝缘体一样,EuO-KTO中也观察到了二重平面霍尔和各向异性磁电阻。通过对SdH、霍尔和磁阻数据的分析,我们绘出了费米面附近可能的能带图。
2019-08-14 cond-mat.mes-hall
Disentangle magnon magnetoresistance from anisotropic and spin Hall magnetoresistance in NiFe/Pt bilayers
采用惠斯通电桥方法,系统地研究了NiFe/Pt双层膜在变温外场下的非线性磁电阻效应。我们成功地解开了磁振子磁电阻从其他类型的磁电阻的基础上不同的温度和磁场的依赖性。自旋霍尔/各向异性和磁振子磁电阻都包含sine phi和sine 3 phi分量,其中phi是电流和磁化强度之间的角度,但它们表现出不同的场和温度依赖性。在特定的磁场下,不同类型的磁阻之间的竞争导致正弦3 φ分量的符号反转,这是以前没有报道过的。所建立的唯象模型能够解释不同层厚的NiFe/Pt和NiFe/Ta样品的实验结果。我们的研究结果表明,不同类型的磁电阻特性的电荷自旋相互转换过程中的磁性异质结构时,解开的重要性。
2019-08-30 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall and Nernst effects in a two-dimensional electron gas with an anisotropic cubic Rashba spin-orbit interaction
反常霍尔和能斯特效应被认为是理论上的松原-格林函数形式主义。具有立方Rashba自旋轨道相互作用的磁化二维电子气的有效哈密顿量可以描述钙钛矿氧化物或另一种类型的异质结构的界面或表面处的电子态的输运性质,由于对称性,可以通过相同的有效模型来描述。在准弹道极限,这两种效果是由拓扑(费米海)的贡献,而在费米能级的状态给出了一个可忽略不计的小响应。对于一个广泛的参数描述所考虑的系统,异常能斯特电导率揭示了磁相变之前的符号的变化。
2019-06-28 cond-mat.mes-hall
Field Theory of Anisotropic Quantum Hall Gas: Metrology and a Novel Quantum Hall Regime
冯·诺依曼格点表示是研究量子霍尔系统的一些有趣物理的方便表示。在这种形式主义中,电子被映射到晶格费米子。导出了霍尔电导的拓扑不变表达式,并用于证明实际情况下的整数量子霍尔效应。在Hartree-Fock近似下,研究了各向异性量子霍尔气体.发现了系统的热力学性质、输运性质和在外部调制下的异常响应,研究了有限系统中整数量子霍尔效应的含义,并证明了存在一个新的纵向电阻非零的量子霍尔区.
2003-09-06 cond-mat.mes-hall hep-th
Current induced transition of anisotropic quantum Hall states
我们比较了有注入电流的系统中半满三能级和更高能级的条纹霍尔态和各向异性电荷密度波(ACDW)态的能量。在没有注入电流的情况下,ACDW状态具有较低的能量。我们发现当注入电流超过一个临界值时,条纹霍尔态变为低能态。临界值估计为0.04-0.05 nA。
2007-02-23 cond-mat.mes-hall hep-th
Fluctuations and topological transitions of quantum Hall stripes: nematics as anisotropic hexatics
研究了量子霍尔条纹在朗道能级半满附近的涨落和拓扑熔化跃迁。把条纹态看作各向异性的维格纳晶体(AWC),我们可以把以前研究中的二维电子气的量子霍尔态看作{ \em各向异性的六角晶系}.从AWC到量子霍尔跃迁态的转变温度进行了明确的计算,并提出了一个暂定的相图的二维电子气接近半填充。
2007-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
New Anisotropic Behavior of Quantum Hall Resistance in (110) GaAs Heterostructures at mK Temperatures and Fractional Filling Factors
在8mK的极低温度下进行了高迁移率(110)GaAs异质结的输运实验。在较高的朗道能级,我们观察到的输运各向异性,承担一些相似的是已经看到的半奇数填充(001)取向基板。此外,我们报告的第一次观察到的最低朗道能级内的传输各向异性。这种显著的新各向异性与电流方向无关,而取决于磁场的极性。
2003-12-11 cond-mat.mes-hall
Planar Hall Effect and Anisotropic Magnetoresistance in a polar-polar interface of LaVO$_3$-KTaO$_3$ with strong spin-orbit coupling
在钙钛矿氧化物家族中,KTaO $_3$(KTO)作为实现Rashba效应的可能系统最近引起了相当大的兴趣。在这项工作中,我们即兴一种新的导电界面并列KTO与另一种绝缘体,即LaVO $_3$(LVO)和报告平面霍尔效应(PHE)和各向异性磁阻(AMR)测量。该界面表现出强烈的自旋轨道耦合的签名。我们在低磁场下观测到的二重AMR现象可以用Rashba自旋分裂系统的唯象理论来直观地理解。在高场($\sim$ 8 T),我们看到了一个两重到四重的AMR转换,不能只用Rashba自旋分裂能谱解释。我们推测,它可能是通过一个复杂的过程中产生的强自旋轨道耦合,打破反转对称性,相对论传导电子和可能的未补偿局域钒自旋之间的相互作用。
2019-08-19 cond-mat.mes-hall
Anisotropic composite fermions and fractional quantum Hall effect
研究了GaAs量子阱中二维空穴中各向异性对朗道能级填充因子$ν=1/2$附近复合费米子输运性质的影响。通过施加一个平行磁场,我们调谐复合费米子费米海各向异性和监测的传输散射时间在$ν=1/2$沿主方向的相对变化。在一个简单的Drude模型中解释,我们的结果表明,沿复合费米子费米海的纵向散射时间较长。此外,当各向异性变得显著时,在$ν=2/3$处的分数量子霍尔态的测量的能隙减小。然而,这种减少可能部分源于电荷分布在非常大的平行磁场下变得双层样。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall
Anisotropic Quantum Hall Matrix Model
我们考虑了量子霍尔系统中的各向异性效应,通过施加一个非抛物型的限制势。这可以通过扩展Susskind-Polychronakos的方法来实现,以涉及两个耦合谐振子的矩阵。从它的作用出发,我们采用一个酉变换对角化模型。建立各向异性基态和产生集体激发的算符可以显式构造。通过计算量子霍尔液滴的面积,得到了相应的填充因子,它依赖于各向异性参数,并随磁场强度而变化。这可用于获得观察到的各向异性填充因子,即{9 \over 2}、{11 \over 2}等。
2003-09-08 cond-mat.mes-hall hep-th
Dirac Monopole and Spin Hall Conductance for Anisotropic Superconductivities
拓扑序的概念对于描述各向异性超导体是有用的。自旋霍尔电导区分具有相同对称性的超导体。自旋霍尔电导的陈数由狄拉克算符周围封闭曲面的覆盖度给出。给出了非零化学势下$d_{x^2-y^2}$超导电性的非临界条件。给出了三角格上的非平凡拓扑序,并用拓扑对象证明了这一点。
2003-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic ground states of the quantum Hall system with currents
在有限电流作用下,研究了半满高朗道能级的各向异性态。利用有效作用量研究了条形霍尔态和各向异性电荷密度波(ACDW)态对注入电流的响应。电流分布和电流的总能量的依赖性确定为两个状态。在没有注入电流的情况下,ACDW态的能量低于条形霍尔态的能量。我们发现,随着注入电流的增加,ACDW态的能量增加的速度比条纹霍尔态。因此,当电流超过临界值时,条纹霍尔态变为较低能量状态。临界值估计为约0.04-0.07 nA,这比实验中使用的电流小得多。
2007-07-26 cond-mat.mes-hall hep-th
Generalized Pseudopotentials for the Anisotropic Fractional Quantum Hall Effect
我们将Half赝势的概念推广到物理上实现的各向异性分数量子霍尔(HHH)系统,例如,在倾斜磁场实验或各向异性能带结构中。这种形式允许我们在一个完整的基础上扩展任何双折射不变的相互作用,并直接揭示了不可压缩流体的内在度量。我们表明,纯粹的各向异性赝势引起的新类型的束缚态的小粒子团簇在无限平面,并可用作诊断的H-H-阶。我们还表明,广义赝势量化的各向异性贡献的有效相互作用势,这可以是特别大的分数陈省身绝缘体的模型。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A Study of Geometry in Anisotropic Quantum Hall States by Principal Component Analysis
在存在质量各向异性、各向异性相互作用或面内磁场的情况下,量子霍尔液滴可以表现出形状变形和内部几何自由度。我们通过主成分分析来表征量子霍尔态的几何结构,主成分分析是一种强调数据集变化的统计技术。我们首先测试的方法在一个整数量子霍尔液滴的偶极-偶极相互作用的磁盘几何。在随后的应用中,分数量子霍尔系统的各向异性库仑相互作用的环面几何,我们证明了主成分分析可以量化度规自由度和预测的$ν= 1/3$状态的崩溃。我们还计算了填充分数$ν= 1/5$和$2/5$的相互作用各向异性的度量响应,并表明该响应在相同的Jain序列中大致相同,但对于不同的序列,各向异性可能会有所不同。
2020-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic Optical Spin Hall Effect in Semiconductor Microcavities
在各向异性平面半导体微腔中,通过光学自旋霍尔机制中的光学注入极化激元的瑞利散射,产生了方向相关的极化自旋电流。各向异性的影响导致散射到不同方向的极化激元的赝自旋进动的抑制或增强。这被利用来通过在局部缺陷的顶部上激发来产生强烈的自旋电流。一个考虑总有效磁场对极化激元赝自旋影响的理论模型定量地再现了实验观测。
2009-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Pseudopotential Characterization of Quantum Hall Systems under Tilted Magnetic Field
我们解析地导出了有限厚度的量子霍尔系统在简谐垂直约束和面内磁场作用下的有效两体相互作用。在广义赝势的基础上,对最低朗道能级(LLL)和第一朗道能级(1LL)中的各向异性有效相互作用进行了扩展,分析了一些显著的各向同性和各向异性赝势的系数与样品厚度和面内磁场强度的关系.我们还研究了拓扑量子霍尔态的稳定性,特别是Laughlin态和它的涌现引导中心度规,我们现在可以解析计算。揭示了1LL中Laughlin态的各向异性方向的一个有趣的重新取向,并且我们还讨论了这种具有破缺旋转对称性的量子Hall系统的各种可能的实验后果。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-dimensional anisotropic Dirac materials PtN4C2 and Pt2N8C6 with quantum spin and valley Hall effects
我们提出了两种新的二维拓扑Dirac材料,平面PtN4C2和Pt2N8C6,它们表现出类似石墨烯的电子结构,在费米能级处具有线性色散的Dirac锥态。此外,狄拉克锥是各向异性的,导致各向异性的费米速度,并使其有可能实现取向相关的量子器件。利用第一性原理电子结构计算方法,我们系统地研究了它们的结构、电子和拓扑性质。我们发现自旋轨道耦合打开了一个相当大的拓扑带隙,使材料可以归类为量子自旋霍尔绝缘体以及量子谷霍尔绝缘体。观察到螺旋边缘状态,驻留在绝缘带隙连接体导带和价带。我们的工作不仅扩展了Dirac锥材料家族,而且为寻找更多的二维拓扑量子自旋和谷霍尔绝缘体提供了一条新的途径。
2022-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric Andreev Reflection Induced Electrical and Thermal Hall-like Effects in Metal/Anisotropic Superconductor Junctions
通过研究非相对论和相对论两种情况下金属/超导体结的非平衡输运,我们揭示了在无磁场的情况下,各向异性超导体的非对称Andreev反射能够引起电学和热学的类霍尔效应.也就是说,纵向电压或温度偏置可以分别仅通过非对称Andreev反射来感生横向电流或热电流。特别地,横向热电效应,即,的Ettingshausen样效应,被确定,虽然共轭能斯特效应是缺席。文中还讨论了这些类霍尔电流和类霍尔热电流的方向变化。这里揭示的类霍尔效应不需要传统的时间反演对称破缺,而是源于由于超导体的各向异性配对对称性引起的关于界面法线的镜像对称破缺。
2014-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-Hall and Anisotropic Magnetoresistance in Ferrimagnetic Co-Gd / Pt layers
研究了铁磁Co 100-xGdx / Pt双层膜的自旋霍尔磁电阻(SMR)和各向异性磁电阻(AMR)随Co-Gd组分的变化关系.随着Gd浓度x的增加,其磁矩在净磁化强度中与Co磁矩的竞争越来越大。我们发现在x = 24时存在一个近补偿的亚铁磁态。AMR随着x的增加从正到负改变符号,在磁化补偿附近消失。另一方面,即使AMR消失,SMR也不会显著变化。这些实验结果表明,非常不同的散射机制负责AMR和SMR。我们讨论了合金成分依赖性的可能起源。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall Effect and Diamagnetism of Anisotropic Dirac Electrons in Solids
研究了固体中Dirac电子共有的有效哈密顿量--各向异性Wolff哈密顿量的自旋霍尔电导率$σ_{{\rm s}xy}$和轨道磁化率$χ$.结果表明,对于$σ_{{\rm s}xy}$和$χ$,各向异性的影响只出现在前因子中,前因子表示为能量色散的高斯曲率,其函数形式与各向同性Wolff哈密顿量的函数形式等价.结果表明,在绝缘态下自旋霍尔电导率与轨道极化率之间的关系式$σ_{{\rm s}xy}=(3mc^2/\hbar e)χ$,首次在各向同性Wolff哈密顿量下得到,同样适用于各向异性Wolff哈密顿量.在此基础上,用轨道磁化率的大小估算了铋及其锑合金的自旋霍尔电导率的大小,理论与实验符合较好.自旋霍尔电导率的大小与$eσ_{{\rm s}xy} \sim 10^4 Ω^{-1}{\rm cm}^{-1}$一样大,约为Pt的100倍。
2014-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Spin Polarization and magnetic spin hall effect in Ferromagnets
Wuhan University of Science and Technology(武汉科技大学);Hubei Polytechnic University(湖北理工学院);Wuhan University(武汉大学)
研究铁磁体中自旋极化与磁自旋霍尔效应的各向异性,明确其源于自旋轨道耦合,证实应变可调控该各向异性,为高性能无场自旋电子器件提供新平台。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Spin transfer torques generated by the anomalous Hall effect and anisotropic magnetoresistance
铁磁体中的自旋-轨道耦合引起反常霍尔效应和各向异性磁阻,这两者都可以用于以与自旋霍尔效应类似的方式产生自旋转移转矩。在本文中,我们将展示如何利用这些效应来可靠地切换垂直磁化层和移动畴壁。反常霍尔效应和各向异性磁阻的漂移扩散处理描述了在垂直于电场的方向上流动的自旋电流。在具有由间隔层分开的两个铁磁层的系统中,面内电场导致自旋电流从一个层注入到另一个层中,从而产生自旋转移转矩。与非磁性材料中的相关自旋霍尔效应不同,异常霍尔效应和各向异性磁阻允许通过改变注入层中的磁化方向来控制注入自旋的取向,并因此控制转矩。在一个层上的扭矩示出丰富的角度依赖性作为在另一层中的磁化的取向的函数。通过改变固定层中的磁化方向而提供的转矩的控制使得可以可靠地切换垂直磁化的自由层。我们计算的临界电流密度为代表的CoFe/Cu/FePt结构表明,开关可以是有效的适当的材料选择。类似地,磁化方向的控制可以驱动畴壁运动,如NiFe/Cu/NiFe结构所示。
2014-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robustness of Half-Integer Quantized Hall Conductivity against Disorder in an Anisotropic Dirac Semimetal with Parity Anomaly
提出一种破坏时间反演对称性且具有半整数量子化霍尔电导率的各向异性 Dirac 半金属,证明其半整数量子化在宽无序区域内保持鲁棒性,为研究宇称反常提供平台。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Modulation of anisotropic magnetoresistance by anomalous Hall signal and its application to real-time domain wall velocity measurement
本文提出了一种利用反常霍尔信号调制各向异性磁电阻(AMR),从而测量近场畴壁运动速度的方法。我们研究了纵向(Rxx)霍尔几何中恒定磁场下的磁化弛豫。我们观察到不对称的Rxx峰出现在DW钉扎领域。这种不寻常的磁阻行为解释考虑AMR调制的异常霍尔电压。在所提出的方法中,使用磁化弛豫,DW速度的实时测量是比较容易的其他显微镜方法。此外,来自异常霍尔电压的附加信号使得该技术对于DW速度测量更简单和灵敏,这可以用于各种自旋电子传感应用。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Transport theory for disordered multiple-band systems: Anomalous Hall effect and anisotropic magnetoresistance
基于Keldysh形式,考虑自旋轨道耦合对Berry曲率的影响,研究了多带非相互作用费米金属系统的输运问题.我们将此方法应用于Rashba二维电子气铁磁体,并计算了反常霍尔效应(AHE)和各向异性磁阻(AMR)。数值计算再现的金属政权揭示的交叉之间的斜散射机制占主导地位的清洁系统和内在机制占主导地位的适度脏系统的分析结果。当我们进一步增加无序度时,由于准粒子的光谱展宽,AHE开始减小。虽然对于某些参数,AHE的这种减少可以近似为$σ_{xy}\thicksimσ_{xx}^φ$,其中$φ$在1.6左右变化,但发现这通常不是真的,因为在某些情况下,$σ_{xy}$可以经历作为紊乱强度的函数的符号变化。准粒子近似有意义的约化区域相对较窄,因此需要一个适用范围更广的理论。通过考虑高阶斜散射过程,我们解决了一些AHE结果之间的差异,通过使用Keldysh,Kubo和玻尔兹曼方法。我们还表明,类似的高阶过程是重要的AMR时,非顶点和顶点部分相互抵消。考虑到非平衡态分布函数的各向异性,我们计算了各向异性系统中的AMR。这些计算证实了最近的研究结果的不可靠性的共同近似玻尔兹曼方程。
2009-02-15 cond-mat.mes-hall
Investigating anisotropic quantum Hall states with bi-metric geometry
我们构造了一个各向异性分数量子霍尔态的低能有效理论。我们开发了一种类似于在大质量引力的双度量方法中所使用的形式主义,并将其应用于描述外部电磁和几何背景存在下的阿贝尔各向异性的WavenH态。我们推导出位移,霍尔粘度,和一个新的量子化耦合各向异性,我们称之为“anispin”之间的关系。我们通过使用密度矩阵重整化群(DMRG)数值计算各种各向异性量子霍尔态的霍尔粘性来验证这种关系。最后,我们将这些技术的问题,以解决的顺序和澄清某些分歧,存在于文献中的意义的系数的Berry相位项的有效行动。
2017-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Revealing the non-adiabatic and non-Abelian multiple-band effects via anisotropic valley Hall conduction in bilayer graphene
许多感兴趣的量子材料,双层石墨烯在费米能级附近具有许多紧密间隔但不完全简并的带,其中与远失谐的远程带的耦合可以在该有源多带流形中诱导非阿贝尔特征的Berry曲率以用于传输效应。在有限电场作用下,非绝热带间跃迁过程将在相关的霍尔传导中发挥重要作用。在这里,通过对AB堆叠的双层石墨烯中的谷霍尔传导的示例性研究,我们表明,由费米能量附近的能带周围的非绝热跃迁对霍尔电流的贡献不仅在数量上比由于绝热流形间跃迁与非阿贝尔Berry曲率的贡献大一个数量级。由于三角形翘曲,前者还对所施加的电场方向表现出各向异性响应,这在性质上与后者不同。我们进一步表明,这些各向异性的响应也揭示了它们的贡献的霍尔电流的非阿贝尔Berry曲率矩阵的对角和非对角元素之间的本质区别。我们提供了一个物理上直观的理解的起源不同的霍尔电流的贡献,从不同的各向异性功能的频带职业和带间相干性。然后,这指向了双层石墨烯的具体示例之外的一般化。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exchange-driven spin Hall effect in anisotropic ferromagnets
研究揭示各向异性铁磁体无需自旋轨道耦合即可通过交换作用产生自旋霍尔效应,筛选41种材料发现多种具有大自旋霍尔角,并阐明实现宏观效应的衬底条件。
2024-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for a fractional quantum Hall state with anisotropic longitudinal transport
在高磁场下,费米能级位于N=0的最低朗道能级(LL),一个干净的二维电子系统(2DES)表现出许多不可压缩的液相,这些液相显示出分数量子化霍尔效应(Fractional quantitative Hall effect,HLE)(Das Sarma and Pinczuk,1997)。这些液相不破坏旋转对称性,表现出在平面内各向同性的双折射率。相反,在较低的领域,当费米能级位于$N\ge2$第三和几个更高的LL,2DES显示出明显不同的集体状态的类。特别地,这些高LL的接近一半填充,2DES在低温下表现出强烈的各向异性纵向阻力(Lilly等人,1999; Du等人,1999年)。这些“条纹”相不表现出量子化的霍尔效应,类似于具有破缺的旋转对称性和取向有序性的液晶(Koulakov等人,1996; Fogler等人,1996; Moessner和Chalker,1996; Fradkin和Kivelson,1999; Fradkin等人,2010)。在这里,我们报告了一个令人惊讶的新观察:在N=1秒LL的电阻率张量同时显示一个强大的分数量化霍尔高原和一个强各向异性的纵向电阻类似的条纹相的电子配置。
2012-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On the ground state of fractional quantum Hall effect
这篇论文已被作者撤回。
1998-11-12 cond-mat.mes-hall
Observation of a Nematic Quantum Hall Liquid on the Surface of Bismuth
波函数打破了潜在的晶体对称性的向列量子流体可以在相互作用的电子系统中形成。我们研究了在强磁场中由Bi(111)表面各向异性空穴袋产生的量子霍尔态。用扫描隧道显微镜进行的光谱显示,局部应变和多体库仑相互作用的组合提升了六倍朗道能级(LL)简并度,形成三个谷极化量子霍尔态。我们的图像所产生的各向异性LL波函数,并表明,他们有一个不同的方向为每个破缺对称状态。波函数精确地对应于那些预期从对孔谷,并提供一个直接的空间签名的电子相位。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall
Symmetry-driven anisotropic coupling effect in antiferromagnetic topological insulator: Mechanism for high-Chern-number quantum anomalous Hall state
本研究在反铁磁拓扑绝缘体中,通过对称性驱动的各向异性耦合产生交织狄拉克锥,并利用翘曲效应实现高陈数量子反常霍尔态,为设计高陈数拓扑器件提供新机制。
2024-07-16 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Conductivity on the Anisotropic Triangular Lattice
本文详细研究了Rashba自旋轨道耦合作用下二维三角晶格的自旋霍尔电导率。特别是,我们集中我们的注意力的最近邻跳跃振幅的各向异性的效果的一部分。据发现,各向异性的存在下,自旋霍尔电导率有显着的影响,特别是在空穴掺杂制度,其中一个显着的增加或/和反转的自旋霍尔电导率的符号已经获得。我们还提供了一个系统的分析贝里相位的数值结果。在特定的载流子密度下观察到的符号的变化似乎是费米表面拓扑结构和电子速度符号变化的结果。此外,与二维正方晶格相比,本文指出,在三角晶格上,紧束缚自旋轨道哈密顿量应该从连续模型中仔细推导。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Acoustic Measurements of the Stripe and the Bubble Quantum Hall Phases
我们发射表面声波(SAW)沿$<110>$和$<1\bar{1}0>$方向的霍尔条和测量的各向异性电导率在一个高纯度的GaAs 2-D电子系统中的量子霍尔制度的条纹和气泡相。在各向异性条纹阶段,沿“易”$<110>$方向传播的SAW感测可压缩行为(有限电阻),这仅在电流沿“硬”$<1\bar{1}0>$方向流动时才在标准输运测量中看到。在各向同性气泡相,SAW数据显示在两个方向上的可压缩行为,在显着的对比不可压缩的量子霍尔行为中看到的运输测量。这些结果的挑战模型,假设条纹和气泡相组成的不可压缩域,并提出了重要的问题域边界在SAW传播中的作用。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall
Signatures of Chiral Anomaly in the Magnetoresistance of a Quasi-3-Dimensional Electron Gas at the Interface of LaVO$_3$ and KTaO$_3$
在狄拉克半金属中,当电场和磁场(B|| E)彼此平行,表现出有趣的物理性质,例如负纵向磁阻、平面霍尔效应和各向异性磁阻。我们观察到一个弱的反定域与大的负纵向磁电阻和一个不寻常的霍尔电阻(B|| E)构型,在LaVO $_3$和KTaO $_3$的导电界面处。通过使用光致发光和时间相关单光子计数的光谱技术,在界面处的导电通道的深度估计为约30 nm。平面霍尔效应和各向异性磁电阻都表现出随E和B之间夹角变化的振荡行为。负纵向磁电阻、平面霍尔效应和各向异性磁电阻具有非常相似的温度依赖性,表明它们之间存在很强的相关性。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall
Anisotropic intrinsic anomalous Hall effect in ordered 3dPt alloys
通过第一性原理计算,研究了L10铁磁体FePt、CoPt和NiPt及其中间合金的本征反常霍尔电导(AHC)及其各向异性.我们证明,在这个家庭的化合物的AHC强烈依赖于在晶体中的磁化方向。我们预测,这种显着的取向依赖性结合AHC的一般下降趋势时,从FePt到NiPt导致AHC的符号变化后,旋转的CoPt合金的晶体中的磁化方向。我们还认为,在Co(x)Ni(1-x)Pt合金中,对于一定浓度范围的x,有可能实现对晶体中某一磁化方向的反常霍尔电流的完全猝灭。通过分析3dPt合金中的自旋分辨AHC,我们试图将这些化合物中的AHC的总体趋势与它们在费米能周围的d态密度在改变原子序数时的变化联系起来。此外,我们显示的各向异性反常霍尔效应的现象的一般性,通过演示它的发生在三带紧束缚模型。
2011-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Planar Hall effect in single and bilayer Rashba systems
Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院)
研究单层和双层Rashba二维电子气中的平面霍尔效应,识别出塞曼耦合和能带几何通道两种机制,并计算了化学势和角度依赖的霍尔电导率。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall
Anisotropic three-dimensional quantum Hall effect and magnetotransport in mesoscopic Weyl semimetals
外尔半金属正在成为各种新现象的一类新的量子材料平台。特别是由表面费米弧和体相对论态构成的外尔轨道有望在磁输运中发挥关键作用,甚至导致三维量子霍尔效应(QHE)。这是实验和理论上的重要,但还不清楚它是否承担基本上相同的现象,作为传统的二维QHE。我们发现了磁场作用下量子输运的非常规全三维各向异性。强烈的抑制,甚至消失的QHE发生时,霍尔条电流旋转远离被横向到平行于外尔点对齐,这是由于一个特殊的缺乏传统的散装边界对应。此外,沿磁场的输运可以表现出显著的负磁电阻到正磁电阻的反转。这些结果确立了这种QHE系统作为一种新型三维量子物质的独特性。
2022-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonvanishing spin Hall currents in the presence of magnetic impurities
考虑磁性杂质与巡游电子的各向异性耦合,计算了具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子气的内禀自旋霍尔电导.在我们的计算中,Kubo的线性响应形式主义,并考虑了顶点校正。在半经典极限$μ\gg 1/τ$下,发现非零自旋霍尔电导率$σ^{}_{sH}$依赖于动量弛豫时间$τ$、自旋轨道分裂$Δ$和巡游电子与磁性杂质之间的各向异性相互作用系数.根据各向异性系数,$σ^{}_{sH}$的清洁极限在$e/8π\sim e/6π$的范围内。
2007-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Duality and integer quantum Hall effect in isotropic 3D crystals
我们在这里展示了一系列像霍夫斯塔德蝴蝶那样的能隙,这些能隙已被Koshino等人证明存在[Phys. Rev. Lett. 86,1062(2001)]对于磁场$\Vec{B}$中的各向异性三维(3D)周期性系统,也在各向同性情况下出现,除非$\Vec{B}$指向高对称方向。与各向异性情况不同,伴随的整数量子霍尔电导率$(σ_{xy}, σ_{yz}, σ_{zx})$甚至对于$\Vec{B}$的固定方向也可以令人惊讶地取值$\propto (1,0,0), (0,1,0), (0,0,1)$。通过引入"对偶性“,我们可以直观地用量子力学跳跃解释强磁场谱和3D QHE,该对偶性将强$\Vec{B}$中的3D系统与弱磁场$(\propto 1/B)$中的另一个问题联系起来。
2002-11-13 cond-mat.mes-hall
Even-denominator fractional quantum Hall states with spontaneously broken rotational symmetry
研究在垂直磁场中观察到偶数分母分数量子霍尔态,并发现其与自发对称破缺共存,揭示了单轴FQHS的出现及非阿贝尔准粒子激发。
2025-10-01 cond-mat.mes-hall
Berry curvature and Hall viscosities in an anisotropic Dirac semi-metal
研究了二维各向异性狄拉克半金属中宇称奇非耗散输运。分析是相关的相互作用的电子系统合并狄拉克点在电荷中性。对于这样的系统,色散关系在一个方向上是相对论的,而在另一个方向上是非相对论的。我们给出了一个建议,如何计算该系统的Berry曲率,并使用它来获得一个以上的奇粘度,与旋转不变系统。我们观察到,在这样的模型中,应力张量的奇数部分由两个独立的输运系数和一个是相同的零参数化。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Spin-transfer torque in ferromagnetic bilayers generated by anomalous Hall effect and anisotropic magnetoresistance
本文提出了一个从纵向磁阻测量确定铁磁双层膜中自旋-轨道相互作用激发的自旋转移矩效率的实验方案。在适当的边界条件下求解扩散自旋输运理论,给出了纵向电荷电流密度的解析公式。纵向充电电流具有与自旋转移力矩效率的平方成比例的项,并且还取决于膜厚度与铁磁体的自旋扩散长度的比率。从作为厚度的函数的纵向电阻率的测量中提取该贡献可以给出自旋转移扭矩效率。
2016-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci