Zigzag nanoribbons of two-dimensional hexagonal crystals: magnetic, topological and thermoelectric properties
从理论上分析了电子-电子相互作用和自旋-轨道相互作用对二维六方晶体锯齿形纳米带基态磁位形以及相应的热电和自旋热电性质的影响。还考虑了准稳磁态的热电性质。特别感兴趣的是库仑和自旋轨道相互作用的拓扑边缘状态和拓扑绝缘体和传统的间隙绝缘体状态之间的过渡的影响。结果表明,这两种相互作用的相互作用也有显着的影响纳米带的运输和热电特性。自旋-轨道相互作用另外确定了面内易磁化轴。与平面内的纳米带的热电性能的磁矩的边缘磁矩垂直于他们的平面取向的纳米带进行了比较。纳米带的铁磁对齐的边缘力矩显示,除了传统的自旋热电。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
A unified drift-diffusion theory for transverse spin currents in spin valves, domain walls and other textured magnets
横向于铁磁体磁化方向的自旋只在很短的距离内存在。我们开发了一个漂移扩散的方法,捕获系统中的横向自旋效应的主要特征与任意自旋纹理(涡,域壁)和推广的Valet-Fert理论。除了标准的特征长度(多数和多数电子的平均自由程,自旋扩散长度),该理论引入了两个长度尺度,横向自旋相干长度和(拉莫尔)自旋进动长度。我们展示了如何从从头计算中提取这些长度或用巨磁阻实验测量。在长(绝热)畴壁,我们提供了一个解析公式,表示所谓的“非绝热”(或类场)的扭矩在这些长度尺度。然而,这种“非绝热”扭矩不再是一个简单的材料参数,而是取决于实际的自旋织构:在薄(<10 nm)的畴壁中,我们观察到与绝热极限非常显著的偏差。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric Features of Magnetic Doped Graphene Nanoribbons
在室温下研究了磁性杂质Fe和Co掺杂石墨烯纳米带的热电性能。我们报告的能带结构相关的性质,如电导率,载流子的电荷和塞贝克系数的研究。我们用半经典玻尔兹曼方法研究了其热电性质。利用考虑Hubbard相互作用的密度泛函理论计算了掺杂纳米带的电子能带结构。在这项工作中,我们比较了不同类型的纳米带和它们的热电功能的存在和不存在的磁性杂质,并讨论杂质和纳米带的边缘之间的距离的重要性。
2019-03-09 cond-mat.mes-hall
Chiral damping, chiral gyromagnetism and current-induced torques in textured one-dimensional Rashba ferromagnets
本文研究了具有非共线磁交换场的一维Rashba模型中的吉尔伯特阻尼、光谱旋磁比和电流感生转矩。我们发现由于空间反转不对称性和自旋轨道相互作用(SOI)的结合,左手和右手Néel型磁畴壁的Gilbert阻尼不同,这与最近的手征阻尼实验观察一致.此外,我们发现,也光谱$g$因子不同的左手和右手Néel型畴壁,我们称之为手征旋磁。我们还研究了旋磁比在Rashba模型与共线磁化,在那里我们发现,散射修正的$g$因素消失为零SOI,成为重要的有限自旋轨道耦合,并趋于稳定的旋磁比接近其非相对论值。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall
Spin structures of textured and isotropic Nd-Fe-B-based nanocomposites: Evidence for correlated crystallographic and spin texture
University of Luxembourg(卢森堡大学);ABB Corporate Research Center(ABB企业研究中心);Luxembourg Institute of Science and Technology(卢森堡科学与技术研究所);Alba Synchrotron(阿尔巴同步辐射中心);Paul Scherrer Institute(保罗谢尔研究所)
本研究通过磁小角中子散射等技术对比织构化与各向同性Nd₂Fe₁₄B/α-Fe纳米复合材料的磁微结构,发现织构样品颗粒内存在纳米尺度非均匀磁化区,且晶体织构与自旋织构可能存在关联。
2016-09-12 cond-mat.mes-hall
Spin Supercurrent, Magnetization Dynamics, and Phi-State in Spin-Textured Josephson Junctions
超导电流的无耗散性质与磁性材料的自旋极化相结合的前景是有趣的,在探索自旋电子学中的超导类似物的主题。为了实现这一目标,关键是要了解自旋超电流如何与磁化织构动态相互作用。我们使用三个实验相关的模型研究了织构磁约瑟夫森电流中自旋超电流的出现和由此产生的磁化动力学:i)具有自旋活性界面的S/F/S结,ii)具有铁磁三层的S/F1/F2/F3/S约瑟夫森结,iii)含有畴壁的约瑟夫森结.在所有这些情况下,超电流是自旋极化的,并在铁磁夹层上施加自旋转移扭矩,从而导致磁化动力学。在干净极限下,利用散射矩阵方法计算了系统的Andreev束缚态和自由能,并将其用于求解Landau-Lifshiftz-Gilbert方程。我们计算了非均匀磁性如何影响电荷超电流的相位依赖性以及自旋超电流引起的磁化动力学。利用一组实际的实验参数,我们发现超导电流可以引起由超导相位差控制的磁化翻转。此外,我们证明了手征自旋对称性破缺和界面散射的综合作用导致系统充当相位电池,可以提供任何超导相位差在基态。这样的一个phi结是伴随着一个异常的超电流出现,即使在零相位差,我们证明了该电流的流动方向是由磁化配置的手性控制。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall
Field Theory of Linear Spin-Waves in Finite Textured Ferromagnets
Université Grenoble Alpes, CEA, CNRS, Grenoble INP, Spintec(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、自旋技术中心);Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子能机构先进科学研究中心);Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内耳研究所);SPEC, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay(物理科学特别研究组、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、巴黎萨克雷大学)
本文提出有限纹理铁磁体中线性自旋波的低能场论,并通过约束规范量子化进行研究,推导了自旋波总角动量的守恒和量子化表达式,特别针对单轴交换铁磁体建立了轨道和自旋分量的守恒和量子化理论。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall
Oscillations of 2DEG thermoelectric coefficients in magnetic field under microwave irradiation
已知在微波辐射下,在具有高填充因子的2D电子系统中,纵向磁阻的振荡出现在普通SdH振荡被抑制的磁场范围内。在本文中,我们提出了一个简单的准经典模型,这些新的振荡的基础上玻尔兹曼动力学方程。我们的模型还预测了热电系数的扩散分量中的类似振荡,这在低温下应该是可以观察到的。
2004-05-21 cond-mat.mes-hall
Conductance and thermoelectric power in carbon nanotubes with magnetic impurities
在Anderson模型和Landauer公式的基础上,通过引入一个法向自能来考虑磁性杂质的影响,研究了单壁金属碳纳米管中的近藤效应.磁性杂质诱导近藤共振,在费米能级附近产生电导谷。在低温范围内,纳米管的电导率随温度的升高而增大。利用Mott关系式计算了磁性杂质的热电势,计算结果表明磁性杂质的热电势随温度的变化关系能很好地解释实验结果。
2007-03-14 cond-mat.mes-hall
Dependence of transverse magneto-thermoelectric effects on inhomogeneous magnetic fields
研究了生长在MgO衬底上的坡莫合金薄膜的横向磁热电效应。我们发现,低于1 Oe的小寄生磁场可以产生伪影的各向异性磁热电势的幅度的1%的顺序,这也是在实验中检测到的。测量的文物揭示了一个新的来源的不确定性检测的横向自旋塞贝克效应。考虑到这些结果,我们得出结论,横向自旋塞贝克效应的贡献,检测到的电压是低于20 nV的噪声电平。
2015-10-25 cond-mat.mes-hall
Orbital angular momentum and current-induced motion of a Skyrmion-textured domain wall in a ferromagnetic nanotube
通过建立畴壁的轨道角动量和电流感生力矩的理论,从理论上研究了铁磁纳米管中畴壁的电流感生动力学.具体地说,具有非平凡磁化沿圆周缠绕的畴壁具有有限的轨道角动量,它与其Skyrmion电荷和位置的乘积成正比,电流产生的力矩改变了畴壁的轨道角动量,从而驱动畴壁。电流引起的力矩被解释为电子向畴壁的轨道角动量转移,这是由于Skyrmion电荷产生的出射磁场引起的。我们的研究结果揭示了一个迄今未被承认的磁孤子的轨道自由度的效用。
2021-02-16 cond-mat.mes-hall
Impact of spin-entropy on the thermoelectric properties of a 2D magnet
本研究通过同步测量电导和热电流,发现自旋熵显著增强二维磁体CrSBr的热电功率因子,低温下磁场可使其提高600%,证实热电测量可灵敏探测低维磁体的磁相变。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall
Engineering Giant Thermoelectric Performance through Electrode-Coupling Geometry and Magnetic Flux in Quasiperiodic Su-Schrieffer-Heeger Rings
School of Basic Sciences, Indian Institute of Technology Bhubaneswar(印度理工学院布巴内斯瓦尔基础科学学院)
该研究通过非平衡格林函数方法,探究准周期SSH环的热电输运,利用电极耦合几何与磁通量调控,使非对称耦合下ZT达90,为高性能热电器件提供了工程策略。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric and Magnetothermoelectric Transport Measurements of Graphene
石墨烯的电导和热电功率(TEP)的同时测量使用微制造的加热器和温度计电极。随着多数载流子密度从电子切换到空穴,TEP的符号在电荷中性点上改变。门控电导和TEP表现出与半经典Mott关系的定量协议。在高磁场下的量子霍尔体系中,观察到了量子化的热电势和能斯特信号,除了在电荷中性点附近有很强的偏离外,量子化的热电势和能斯特信号也符合广义Mott关系.
2008-12-07 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field asymmetry of nonlinear thermoelectric and heat transport
非线性输运系数一般不服从互易关系。我们在这里讨论的磁场不对称性,出现在热电和热输运介观系统。基于弱非线性输运的散射理论,我们分析了屏蔽势对电压或温度变化的响应的主导阶对称性参数。我们将我们的一般结果应用到量子霍尔反点系统。有趣的是,我们发现,某些对称性参数显示出依赖于测量配置。
2013-10-21 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric current in topological insulator nanowires with impurities
在本文中,我们考虑在零电压偏置下,通过保持纳米线上的温度差产生的充电电流。对于拓扑绝缘体纳米线,在垂直磁场中,随着一端温度的升高,电流可以改变符号。在这里,我们研究如何这种热电电流的符号反转取决于磁场和杂质如何影响的热电电流的大小。我们认为标量和磁性杂质,并表明它们对电流的影响是非常相似的,虽然磁性杂质似乎是更有效地减少效果。对于中等杂质浓度,符号反转持续存在。
2018-04-15 cond-mat.mes-hall
Magnetic control of flexible thermoelectric devices based on macroscopic 3D interconnected nanowire networks
热电中的自旋相关效应可用于设计更高效的制冷机,并为热能的收集提供新的有前途的应用。关键挑战是设计具有足够高效率和功率输出的结构和成分磁性材料系统,用于将热能转化为电能,反之亦然。在这里,大面积的3D互连的Co/Cu纳米线网络的制造被证明,从而使宏观电子元件的受控珀耳帖冷却与外部磁场。这种柔性的宏观器件克服了纳米级磁性结构由于发电能力不足而限制热管理应用的固有局限性。从适当设计的实验,大的自旋相关的Seebeck和Peltier系数$-9.4$ $μ$ V/K和$-2.8$ mV,在室温下,分别。Co/Cu纳米线网络在室温下的功率因数($\sim7.5$ mW/K $^2$ m)大于现有热电材料(如BiTe合金)的功率因数,并且在很宽的温度范围内磁功率因数比达到约100%.通过利用柔性宏观纳米线网络的自旋相关热电性质实现热流的磁控制的验证为利用自旋自由度设计可成形热电冷却器奠定了基础。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall
Magneto-thermoelectric current induced by phonon drag in low-dimensional junctions
本文研究了在外加直流磁场作用下低维结中热流的分裂。结是半导体C的窄的单原子层条(或纳米管)与金属条N(C/N结)之间的交叉。外部热源将非平衡(NE)声子、电子和空穴注入C中,然后它们沿C/N结的方向传播。大部分热量由NE声子携带,它们沿着C拖曳额外的电子和空穴激发。在C/N结附近,洛伦兹力将电荷载流子从C拉到N,从而沿着N感应出大量的横向磁热电电流(MTEC)。
2013-10-04 cond-mat.mes-hall
Theory of Orbital Magnetic Quadrupole Moment and Nonlinear Anomalous Thermoelectric Transport
本文提出了一种具有时间反转($\mathcal{T}$)和反转($\mathcal{I}$)对称性的周期晶体中磁四极矩密度$\mathcal{Q}_{ij}$的微观理论。我们得到一个规范不变的表达与明确的物理解释,并展示了典型的行为$\mathcal{Q}_{ij}$在一个最小的两带模型,主机的倾斜狄拉克锥。然后,我们表明,$\mathcal{Q}_{ij}$导致一个内在的非线性异常热电流。作为一个例子,我们计算了铜氧化物超导体的回路电流模型中的非线性能斯特和霍尔电流,并展示了它们独特的行为和指示$\mathcal{TI}$ -不变性的能力。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport of the coexistence topological semimetal in the quantum limit
本研究探究量子极限下同时含外尔点与节线环的共存拓扑半金属的热电输运,分析不同散射势下纵向、横向构型的热电特性,提出其磁场响应可用于区分材料散射机制。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of an ultra-thin topological insulator
本文给出了超薄拓扑绝缘体的热电系数。拓扑绝缘体的顶表面态和底表面态之间的杂化起着重要的作用。在无磁场作用下,随着杂化能的增加,热电势增加,热导率减小。在垂直于超薄拓扑绝缘体方向的磁场作用下,热电系数随反磁场的变化呈现量子振荡,其频率受塞曼能量的影响,相位因子由Lande g因子与杂化能的乘积决定.除数值计算结果外,还提供了热电系数的低温近似解析结果。还观察到,对于一个给定的磁场,这些输运系数振荡的杂化能量,其频率取决于朗德g因子。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall
Anisotropic thermoelectric effect in helimagnetic tunnel junctions
从理论上研究了正常金属/螺旋多铁性/铁磁性异质结的热电输运。我们发现一个各向异性的电荷和自旋热电势与$C_{2v}$对称性。的铁磁层的磁化方向的角度依赖性证实了一个唯象理论的基础上的螺旋磁秩序的拓扑结构中的多铁性势垒诱导的有效的自旋-轨道相互作用的对称性。
2011-05-16 cond-mat.mes-hall
Analytic treatment of the thermoelectric properties for two coupled quantum dots threaded by magnetic fields
耦合双量子点(c-2 QD)连接到引线已被广泛采用的原型模型系统,以验证在纳米尺度上的量子输运的干涉效应。我们在这里提供了一个分析研究的热电性能的c-2量子点系统的均匀磁场穿透。完全解析和易于使用的表达式推导出所有的动力学泛函的兴趣。在绿色0 s函数形式主义,我们的研究结果允许一个简单的廉价的程序的理论描述的热电现象为不同的化学势和温度的水库,不同的线程磁通量,点的能量和interdot相互作用,此外,他们提供了一个直观的指导参数化系统的哈密顿量的最佳性能的现实设备的设计。我们已经发现,热电势S可以提高十倍以上,通过存在一个线程磁场的优值ZT提高一百倍以上。最重要的是,我们表明,磁通量也增加了最大功率输出条件下的设备的性能。
2017-11-29 cond-mat.mes-hall
Tunable thermoelectricity in monolayers of MoS$_{2}$ and other group-VI dichalcogenides
本文研究了MoS $_{2}$和其他VI族二硫属化合物单分子膜在圆偏振非共振光下的热电性质。解析表达式推导的Berry相位介导的磁矩,轨道磁化,以及热和能斯特电导率。通过{ \it非共振}光调谐带隙增强了价带和导带中的自旋分裂,因此导致自旋和谷热电性质的显著改善。
2015-04-18 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic theory of coupled current and magnetization dynamics in spin-textured ferromagnets
发展了金属铁磁体中共线自旋流与磁化动力学耦合的流体力学理论。集体自旋密度通过U(1)Berry相规范场耦合到自旋电流,该规范场由磁化的局部织构和动力学确定。我们确定唯象的耗散修正的运动方程的电子电流,其中包括一个耗散的自旋动力学所产生的磁化动力学和磁纹理相关的电阻率张量。磁性织构上的相互耗散、绝热自旋力矩遵循Onsager原理。我们调查的热涨落的影响,发现电子动力学有助于非本地吉尔伯特阻尼张量的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的磁化强度。几个简单的例子,包括磁涡旋,螺旋,螺旋,详细分析,以证明一般原则。
2009-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent thermoelectric transport through double quantum dots
利用非平衡格林函数方法研究了具有自旋相关点间耦合的双量子点系统和铁磁电极的热电输运。结果表明,热电系数强烈地依赖于点间耦合的分裂、相对磁位形和引线的自旋极化。特别地,当量子点与下自旋电子的引线之间的有效点间耦合和隧道耦合小时,热电效率可以在并联配置中实现相当大的值。热电效率随着点内库仑相互作用的增加而增加,在适当的温度下可以达到很高的值。在有磁场存在的情况下,自旋在引线中的积累强烈地抑制了热电效率,并且可以获得纯自旋热电势。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of a quantum dot coupled to magnetic leads by Rashba spin-orbit interaction
我们考虑了单能级量子点耦合到两个铁磁引线。除了隧道过程保存电子自旋,我们还包括与自旋翻转的隧道电子,这是由于Rashba自旋轨道耦合出现的过程。电荷和热电流内的非平衡格林函数技术计算。当电极是半金属(完全自旋极化)时,Rashba自旋轨道耦合导致Fano干涉效应,这导致增强的热电响应。它还表明,这样的系统可以作为有效的热机。此外,由于外部磁场的Rashba自旋轨道耦合和塞曼分裂的相互作用示出,以允许控制这些参数的热机的功率和效率。
2018-01-11 cond-mat.mes-hall
Imaging the Ettingshausen effect and cryogenic thermoelectric cooling in a van der Waals semimetal
该研究开发纳米级低温磁热电成像技术,在WTe₂外尔半金属薄片中实现液氦温区的超高埃廷斯豪森效应与绝对冷却,揭示冷却非单调特性及调控机制,为范德华器件的集成微冷却和温度调控提供新途径。
2023-12-10 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effect in a parallel double quantum dot structure
讨论了平行双量子点结构的Fano效应对热电性能的影响。通过调节量子点和引线之间的耦合,我们促进了Fano干涉的非共振和共振通道。发现在低温下,电子和热导谱中出现Fano线型,这也可以通过施加具有相位因子$ϕ=π$的局部磁通量来逆转。而且,Fano效应对热电效率的提高起决定性作用。然而,在相同的温度下,与零磁通量的情况相比,在$ϕ=π$的情况下的热电效应要明显得多。利用费曼路径的概念,分析了$ϕ=0$和$ϕ=π$情况下量子干涉的区别。结果表明,在没有磁通量的情况下,Fano干涉起源于无限阶Feynman路径之间的量子干涉,而当存在$ϕ=π$时,Fano干涉只发生在两个最低阶Feynman路径之间.温度的升高不可避免地破坏了电子在各个路径上的相干传输。因此,在零磁场的情况下,温度稍有升高,Fano干涉产生的热电效应就容易减弱。
2011-12-20 cond-mat.mes-hall
Optimal thermoelectricity with quantum spin-Hall edge states
我们研究了量子自旋霍尔效应的Kramers对螺旋边缘态耦合到纳米磁体的热电性质,该纳米磁体具有垂直于宿主的自旋轨道相互作用方向的磁化分量。我们表明,这种结构的传输函数具有所需的品质,在量子相干制度的最佳热电性能。对于单个磁畴,存在接近于最佳界限的功率产生。在具有不同取向的两个磁畴的配置中,透射函数和谐振中的显著峰值导致高品质因数。我们提供的估计,这种设备的制作与碲化汞量子阱拓扑绝缘体。
2019-09-16 cond-mat.mes-hall
Magnon transport and thermoelectric effects in ultrathin Tm3Fe5O12/Pt nonlocal devices
电激发和检测磁绝缘体中的磁振子电流的可能性为在电子器件中传输自旋信息开辟了激发前景。然而,磁场和非局域热梯度对磁振子输运的作用仍然不清楚。在这里,通过进行非局域谐波电压测量,我们研究磁振子输运垂直磁化的Tm 3Fe 5 O 12(TmIG)薄膜耦合到Pt电极。我们发现,第一谐波非局域电压捕获自旋驱动的磁振子输运TmIG,正如预期的那样,和第二谐波是由热电电压驱动的电流诱导的热梯度在检测器。TmIG中的磁振子扩散长度在0.5T时约为0.3 μm,在0.8T时逐渐衰减到0.2 μm,这是由于Gilbert阻尼随磁场的增加而增加,从而抑制了磁振子的弛豫时间。通过执行电流,磁场,和距离相关的非本地和本地的测量,我们表明,二次谐波非本地电压表现出五个热电贡献,这源于非本地自旋Seebeck效应和普通,平面,自旋,和异常能斯特效应。我们的工作为如何从非局域磁振子器件中不同的自旋和磁源的热电势中分离出磁振子信号,以及建立金属/绝缘体双层膜中热电势的标度律提供了指导.
2022-01-27 cond-mat.mes-hall
Detection of field-free magnetization switching through thermoelectric effect in Ta/Pt/Co/Pt with significant spin-orbit torque and competing spin currents
向重金属(HM)施加足够的横向电流可以通过自旋轨道转矩(SOT)切换相邻铁磁层(FM)的垂直磁化取向。HM的选择和它的安排起着重要作用的SOT感生的磁性异质结构中的磁化翻转。这里,在非对称Pt/Co/Pt异质结构中,抗阻尼(AD)SOT占优势。Ta添加到该叠层(Ta/Pt/Co/Pt)引起几种引人注目的效应,即竞争自旋电流(由于相邻Ta和Pt层的相反自旋霍尔角)、显著的AD-SOT、热电效应(特别是异常能斯特效应(ANE))和增强的垂直磁各向异性。对于该Ta/Pt/Co/Pt叠层,AD-SOT值稳定于Pt/Co/Pt叠层的AD-SOT值,这比对于具有竞争自旋电流的叠层所预期的AD-SOT值显著。均匀生长的Ta/Pt/Co/Pt叠层中不存在电流诱导的无场磁化翻转。据观察,厚度梯度是必不可少的,以协助在这些异质结构的无场磁化切换。此外,热电效应被用来开发一种技术来检测无场磁化切换。该技术检测第二谐波ANE信号作为读取机制。使用与所施加的电流的ANE对称性,可以在单个电流扫描中检测到开关,这与传统的DC霍尔方法相一致。
2022-07-04 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric property of a one dimensional channel in the presence of a transverse magnetic field
研究了横向磁场作用下GaAs-AlGaAs异质结量子点接触的热传导。随着电场的增加,热电压峰的位置发生了变化。热电压峰值的位置在小场区(B < 0.5 T)中遵循Cutler-Mott关系;在中等场区中它开始偏离Cutler-Mott关系,其中三次磁场项在平凡二次项上占主导地位;最终在大场区(B > 3.0 T)中移位饱和。我们的研究结果表明,额外的校准是必要的,当使用QPC作为测温,特别是当横向磁场施加。
2019-11-08 cond-mat.mes-hall
Spatial distribution of thermoelectric voltages in a Hall-bar shaped two-dimensional electron system under a magnetic field
研究了垂直磁场作用下二维电子系统(2DES)中电子温度的空间分布。我们测量欧姆接触之间的热电电压位于从GaAs/AlGaAs 2DES晶片制造的霍尔棒的电压探针臂的末端,浸入在混合室的稀释冰箱保持在20 mK。由于朗道量子化的磁振荡检查的热电电压之间的接触对跨越的主杆(安排测量横向分量$V_{yx}$),和位于沿主杆的同一侧的对(安排的纵向分量$V_{xx}$)。对于前一种布置,振荡幅度随着与加热器的距离而减小。对于后一种布置,一侧上的对表现出比相对侧上的对大得多的幅度,并且通过反转磁场来反转该关系。的振荡幅度的行为定性地解释的空间分布的电子温度数值计算考虑到热扩散到电压接触和电子-声子相互作用。对于这两种安排,振荡主要来自横向(能斯特)组件,$S_{yx}$,热势张量。计算还表明,电压探头,在零磁场,引入只有轻微的干扰,大大降低了温度,一旦施加磁场,和在电压臂产生的热电势占测量电压的显着部分。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport coefficients of a Dirac electron gas in high magnetic fields
研究了在高磁场中含有屏蔽库仑杂质的三维大质量相对论费米子气体的热电输运性质,其中只有最低朗道能级对输运有贡献。我们的结果可以应用于无带隙和带隙Dirac材料的实验结果。我们专注于质量项的影响,我们表现出的主要差异相比,无质量的狄拉克费米子。在较高的磁场下,不同的行为是相关的。计算是在线性响应理论的框架内进行的,在恒定磁场中使用系统的精确量子力学解。我们证明了Mott公式和Wiedemann-Franz定律在低温下是有效的,并用它们来计算热电输运系数。我们表明,低温近似是有效的温度范围随磁场的增加而增加。可测量量(即电导率、塞贝克系数、能斯特系数和热导率)的磁场依赖性强烈地依赖于散射率的磁场依赖性,因此结果依赖于对杂质的适当处理。在这项工作中,他们包括通过第一玻恩近似使用屏蔽带电杂质作为杂质电位。我们证明了在有限质量项的情况下,电导率不发生质的变化。另一方面,我们发现,质量项导致显着不同的行为在塞贝克和能斯特系数。
2019-09-25 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling and weak antilocalization in thermoelectric material $β$-K$_{2}$Bi$_{8}$Se$_{13}$
通过磁电阻(MR)测量研究了自旋轨道耦合(SOC)对热电材料$β$ -K $_{2}$ Bi $_{8}$ Se $_{13}$电子输运性质的影响.我们发现,这种材料中的强SOC导致弱反定域化(WAL)效应,这可以很好地描述的三维弱定域化模型。从理论拟合中提取的相位相干长度表现出幂律温度依赖性,指数约为2.1,表明电子相位退相由电子-横向声子相互作用控制。类似于拓扑绝缘体,$β$ Bi $_{8}$ Se $_{13}$中的WAL效应可以被磁性杂质(Mn)淬灭,但对非磁性杂质(Te)是稳健的。虽然我们的磁输运研究没有提供任何拓扑表面状态的证据,我们的分析表明,SOC在决定$β$ -K $_{2}$ Bi $_{8}$ Se $_{13}$的热电性能中起着重要的作用。
2013-12-20 cond-mat.mes-hall
Transport and thermoelectric properties of the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
研究了在4.2~100 K温度范围内,在磁场高达18 T的条件下,SrTiO $_3$与26层LaAlO $_3$层之间界面的输运和热电性质。对于$T>$ 4.2 K,观察到两种不同的电子类载流子源自两个电子通道,这有助于运输。我们探讨了简并带和非简并带对热电功率的贡献,并建立了一个一致的模型来描述热电张量的温度依赖性。数据中的异常指向附加的磁场相关散射。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall
Power factor for layered thermoelectric materials with a closed Fermi surface in a quantizing magnetic field
在温度梯度和磁场垂直于材料激光器的几何条件下,研究了具有封闭费米面的层状热电材料在量子化磁场和氦温下的功率因数随场的变化关系。计算是在恒定弛豫时间近似下进行的。在弱磁场中,层状结构效应表现为功率因数振荡的相位延迟,相对贡献增大,整体功率因数有一定程度的降低.在强磁场中,存在一个功率因数最大的最佳范围.在有效质量近似下,对所选问题参数的计算值比实际层状晶体的计算值高12%。尽管温度较低,在1 T的磁场中用这些参数获得的功率因数最大值具有1000 K下铜酸盐热电材料的特征值。为了发生这种现象,载流子的自由程与层间距离之间的比率必须等于或大于30000。然而,在超量子磁场中,功率因数会随着P与T^-3 B ^-6的关系而急剧下降。这种下降的主要原因是在超量子极限下,由于载流子在单个填充朗道子带底部的凝聚,费米面沿着磁场受到挤压。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of tubular nanowires in the presence of a transverse magnetic field
我们计算的电荷和热流与电子,产生的温度梯度和化学电势差的两端之间的管状纳米线的半径为30 nm的存在下,外部磁场垂直于其轴。我们考虑了基于半导体材料的纳米线,并使用Landauer-Bttiker方法来计算输运量。得到了Seebeck系数($S$)、导热系数kappa和品质因数($ZT$)随温度和磁场的变化规律.特别是,我们表明,塞贝克系数可以改变这个域中的参数的符号。此外,当磁场增加时,$κ$和$ZT$具有振荡。这些振荡是由电子的能谱决定的。
2020-06-23 cond-mat.mes-hall
Pseudo Spin Valves Using a (112)-textured DO_22 MnGa Fixed Layer
我们用(112)织构的DO_22MnGa(MnGa)倾斜磁化固定层和面内CoFe自由层实现了赝自旋阀。单一的D0_22 MnGa薄膜表现出在金属中典型观察到的小的磁阻(MR)。在MnGa/Cu/ CoFe自旋阀中,通过在MnGa/Cu界面处引入薄的自旋极化CoFe插入层并定制MnGa厚度,实现了从负MR(-0.08%)到正MR(3.88%)的转变。最后,MnGa和CoFe插入层之间的交换耦合使用一阶反转曲线(FORC)技术进行了研究。
2009-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Hall Effect at High-Magnetic-Field Quantum Limit in Graphite as a Nodal-Line Semimetal
研究了节线为直线的半金属材料在强磁场下的热电效应。三维Dirac/Weyl半金属在高磁场量子极限下表现出恒定的热电霍尔电导率,导致Seebeck系数无限线性增加。这被称为量子化热电霍尔效应(QTHE),并有望在低温下产生高性能热电。在这里,除了狄拉克/外尔半金属,我们证明了三维半金属与直的节线也可以表现出QTHE高磁场下。作为实验验证的候选材料,我们讨论了块状石墨的热电性能。此外,我们还研究了薄膜石墨中热电向二维行为的维度交叉。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hydrodynamic theory of coupled current and magnetization dynamics in spin-textured antiferromagnets
具有极小(或零)磁化强度的反铁磁体是自旋电子学应用的有趣候选者。在本文中,我们提出了两个模型来描述反铁磁织构中的电流感生现象。我们证明了由反铁磁矢量的旋转或振荡引起的磁化,通过$sd$ -交换耦合,可以抑制电流,产生绝热和非绝热自旋力矩.由于反铁磁磁矩的洛伦兹型动力学(不同于铁磁体中的类伽利略动力学),绝热自旋力矩影响运动织构的特征长度尺度。非绝热自旋力矩有助于能量泵的产生,并能诱导反铁磁织构的稳定运动,但与铁磁体不同,它是纯动力学起源的。我们还考虑了人工反铁磁体中的电流感应现象,其中电流映射了结构的交错磁化。在这种情况下,非绝热自旋力矩的效果是类似的铁磁成分的结构。特别地,电流可以去除在外部磁场中不可区分的平移反铁磁畴的简并,从而可以使180 $^\circ$畴壁运动。
2013-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Complete magnetic control over the superconducting thermoelectric effect
在超导体和强极化铁磁体之间的界面处产生巨大的热电效应,使得能够建造高效的热电发电机。我们预测,这种发电机的热功率可以完全由磁输入信号控制:不仅可以通过旋转磁体来切换热功率,甚至可以完全逆转。这种原位控制与传统的热电不同,传统的热电通常由设备设计固定。
2022-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric effects in FeCo|MgO|FeCo magnetic tunnel junctions
采用推广的Landauer-Büttiker方法,从第一性原理出发研究了FeCo |MgO|(001)磁性隧道结的热电系数(Seebeck系数和热导率).与外延Fe |MgO| Fe(001)MTJ相比,FeCo |MgO| FeCo(001)MTJ通常产生较小的热电效应。的(磁)塞贝克效应是敏感的FeCo $|$ MgO界面的细节。界面氧空位(OV)的存在可以显著增强MTJ的热电效应。我们还计算了角相关的Seebeck系数,提供更多的信息有关的运输物理。我们报告在室温下的Wiedemann-Franz定律的大偏差。
2014-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Effects in Magnetic Nanostructures
我们的模型和评估的Peltier和Seebeck效应的磁性多层纳米结构的热电性能的有限元理论。我们提出的热电势和电流引起的温度变化,由于珀耳帖冷却/加热的解析表达式。磁性元件的热电势通常是自旋极化的,导致自旋-热耦合效应。自旋阀中的热电效应依赖于磁化方向的相对排列,并且对自旋翻转散射以及正常金属间隔中的非弹性碰撞敏感。
2009-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Longitudinal Magneto-Thermoelectric Power in a Semiconductor Parabolic Quantum Well
本文从理论上研究了半导体抛物量子阱在磁场中的电子热电势。考虑了纵向磁场与温度梯度的关系。进行计算时考虑了维度量子化电子能级的自旋分裂。结果表明,在强约束区,热电势随磁场的增加而减小,这与低塞曼分裂自旋子带的下移有关。
2008-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge magnetism impact on electrical conductance and thermoelectric properties of graphenelike nanoribbons
窄的准二维纳米结构中的边缘态在很大程度上决定了它们的电学、热电和磁学性质。非磁性边缘状态可能经常导致拓扑绝缘体型行为。然而,当锯齿形边缘是磁性的并且时间反演对称性被破坏时,另一种情况出现。在这项工作中,我们报告的电子能带结构修改,电导和热电性能的窄锯齿形纳米带与自发磁化的边缘。基于Kane-Mele- Hubbard紧束缚模型的理论研究表明,对于硅烯、锗烯和锡烯,当能量接近电中性点时,其Seebeck系数和热电功率因子都得到了显著的增强。环周栅压提高了具有反平行磁化锯齿边的基态能带的自旋简并度,使电导显著自旋极化。同时栅电压也影响热电性能。如果声子热导充分降低,上述纳米带的估计室温品质因数可以超过3的值。
2017-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric efficiency of topological insulators in a magnetic field
研究了三维拓扑绝缘体在磁场中的热电特性。我们发现,在高密度的这些孔在运输方向上的热电优值,ZT,可以是大的,由于拓扑保护的导电表面和抑制的声子热导率的贡献。通过施加外部磁场,可以在表面态谱中诱导出子能隙。我们表明,热电效率可以控制由这个可调的子带导致的ZT值远大于1。对于合理的系统参数和其通过磁场的可调谐性,如此高的ZT值使得该系统成为纳米器件的热管理应用的强有力的候选者,特别是在低温下。
2011-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric microscopy of magnetic skyrmions
磁skyrmion是一种纳米尺度的拓扑物体,其特征在于磁矩的缠绕,出现在具有破缺反转对称性的磁性材料中。由于其低的驱动电流阈值,skyrmions已被深入研究,通过使用电子束,X射线和可见光显微镜的新的存储应用。在这里,我们表明,skyrmions可以通过热电信号的自旋热电子现象结合聚焦加热成像。我们施加了一个局部的温度梯度的CoFeB/Ta/W多层膜的扫描加热位置,并利用霍尔棒结构,映射的大小以及所产生的热电流分布的方向,这链接到skyrmion的内部磁性纹理。这种方法还可以观察驱动电流脉冲下的skyrmion动力学,是一种有用的成像技术的skyrmion设备的发展。
2019-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bound on Thermoelectric Power in a Magnetic Field within Linear Response
对于热电发电在多终端的几何形状,强有力的数值证据作为一个功能的磁场诱导的非对角Onsager系数的不对称性的普遍约束。这个界限特别意味着,当接近最大效率时,功率至少线性地消失。特别是,这一结果排除了卡诺效率可以达到有限的权力,这是一个分析的基础上,第二定律,将在原则上,允许。
2015-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Thermoelectric probe for Rashba spin-orbit interaction strength in a two dimensional electron gas
本文给出了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维电子气的热电系数。在没有磁场的情况下,热电系数由于Rashba自旋轨道相互作用而增强。在磁场作用下,自旋向上和自旋向下的电子的热电系数以不同的频率振荡,并在总热电势和总热导率分量中产生拍频模式。我们还提供了热电系数的解析表达式来解释拍斑图形成。我们得到一个简单的关系,确定Rashba SOI强度,如果对应于任何两个连续的拍节点的磁场是已知的实验。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bipolar thermoelectrical SQUIPT (BTSQUIPT)
本文理论研究了热偏置双极热电超导量子干涉邻近晶体管(BTSQUIPT)的准粒子电流,证明通过磁通可调控双极热电行为,并基于热电功率等指标确定了最佳工作条件。
2023-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of Topological Nernst and Thermoelectric Transport in Chiral Magnets
本文用含全相空间 Berry 曲率的受控半经典方法研究手性磁体中拓扑自旋织构下的热电输运,分解能斯特效应并推导广义 Mott 关系。
2023-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signatures of spin-triplet Cooper pairing in the density of states of spin-textured superconductor-ferromagnet bilayers
自旋三重态超导性在非共线磁性异质结构中的存在已经得到了很好的证实。这一发现为超导自旋电子学奠定了基础,其目标是创造一种低功耗器件,以取代受加热限制的传统电子学。从基本的观点来看,自旋三重态库珀对的结构和性质的研究仍在继续。最近,光谱学的证据表明,提供了更详细的了解结构的三重态库珀对比超导。因此,我们在这里研究的自旋三重态库珀对的结构,通过态密度的双层织构磁性绝缘体接近超导体。利用准经典格林函数方法,我们研究了自旋分辨和自旋无关的局域态密度。我们发现,等自旋和混合自旋三重态库珀对导致不同的光谱特征,这可以进一步增强自旋极化光谱。我们的研究结果表明,自旋极化隧穿方法在表征异质结构中的非常规超导性方面具有巨大的潜力。
2018-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con