Emergence of the magnetic octupole Rashba-Edelstein effect from spin-orbit entanglement
Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
该研究揭示自旋轨道纠缠多轨道态可承载磁八极自由度，在拉什巴系统中实现纯磁八极极限，通过磁八极拉什巴-埃德尔斯坦效应电产生非平衡多极磁极化，且其响应可主导传统自旋响应。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall
Rashba proximity states in superconducting tunnel junctions
我们考虑了一种新的超导邻近效应，这种效应是由两个常规超导体之间的“自旋分裂”库珀对隧穿产生的，这两个超导体由一个含有量子点的正常导体连接。与通常的超导邻近效应相比，不同之处在于隧道库珀对的自旋态被电子自旋轨道耦合分裂成单线态和三线态分量，电子自旋轨道耦合被假设为仅在正常导体中活跃。我们证明了自旋分裂库珀对携带的超电流可以操纵机械和电气的自旋轨道耦合的强度，可以现实地实现静电门。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Electrically driven spin torque and dynamical Dzyaloshinskii-Moriya interaction in magnetic bilayer systems
用电的方法有效地控制磁性是当前自旋电子学研究的一个中心问题，这为设计集成自旋电子器件提供了机会。然而，最近的研究方法大多是基于电流注入，它们不可避免地伴随着相当大的能量损失，通过焦耳加热。在这里，我们从理论上提出了一种方法来施加自旋力矩到磁性双层系统的应用电压通过利用Rashba自旋轨道相互作用。转矩类似于众所周知的电流感应转矩，提供类似的磁性可控性，但没有焦耳加热能量损失。扭矩也被证明是作为一个界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，使我们能够激活和创造非共线磁性像skyrmions通过电压的应用。我们的建议提供了一个有效的技术来操纵自旋电子器件的磁化没有焦耳加热能量损失。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall
Manipulation of single electron spin in a GaAs quantum dot through the application of geometric phases: The Feynman disentangling technique
在2DEG中电定义的量子点中的单个电子的自旋可以通过在施加的栅极电势的影响下在2D平面中的闭环中动态地移动量子点来操纵。在本文中，我们提出的解析表达式和数值模拟的自旋翻转概率在绝热演化过程中存在的Rashba和Dresselhaus线性自旋轨道相互作用。我们使用Feynman退纠缠技术来确定非阿贝尔Berry相位，并找到了三种特殊情况下的精确解析表达式：（i）纯Rashba自旋-轨道耦合，（ii）纯Dresselhause线性自旋-轨道耦合，（iii）Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合的混合物具有相同的强度。对于混合的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合与不等的强度，我们得到的模拟结果，通过数值求解的Riccati方程起源于解开的过程。我们发现混合自旋-轨道耦合的自旋翻转几率一般大于纯Rashba情形和纯Dresselhaus情形的自旋翻转几率，并且只有当Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合对称混合时才发生完全的自旋翻转.
2011-10-24 cond-mat.mes-hall
Direct Rashba spin-orbit interaction in Si and Ge nanowires with different growth directions
本文从理论上研究了Si、Ge和Ge/Si核/壳纳米线中的低能空穴态。模型中的NW核具有矩形截面，给出了方形截面的详细结果。在Ge和Ge/Si核/壳纳米线的情况下，我们得到了很好的协议与以前的理论结果为圆柱对称纳米线。特别是，纳米线允许Rashba类型的异常强且电可控的自旋-轨道相互作用（SOI）。我们发现，SOI的主要贡献是“直接Rashba自旋轨道相互作用”（DRSOI），这是一个重要的机制，系统与重空穴-轻空穴混合。我们的结果硅纳米线依赖于结晶轴的取向显着。数值观察到的生长方向的依赖性是一致的，从一个简单的模型的分析结果，我们确定了一个设置，其中DRSOI使自旋轨道能量的顺序在硅纳米线的millionelectronvolts。此外，我们还分析了SOI对电场和Ge或Si芯层截面的依赖性。频谱中的螺旋间隙可以用磁场打开。我们得到最大的g因子与磁场垂直施加到纳米线。
2017-12-10 cond-mat.mes-hall
Electrically detected electron spin resonance in a high mobility silicon quantum well
研究了Si/SiGe异质结构中高迁移率二维电子系统中电子自旋共振（ESR）吸收引起的电阻率变化。一个特定的朗道能级配置的结果表明，ESR信号的主要原因是自旋极化的减少，而不是电子加热的效果。在3.55 T的面内磁场中，纵向自旋弛豫时间T_1约为1 ms。高频自旋旋进对Rashba场效应的抑制解释了很长的T_1。
2006-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetotransport properties of a magnetically modulated two-dimensional electron gas with the spin-orbit interaction
本文研究了在恒定垂直磁场$(B_0 \hat z)$存在下，具有Rashba自旋-轨道相互作用的二维电子气的电输运性质，其中$B_1 \ll B_0 $和$q = 2 π/a $，$a$为调制周期，磁场由${\bf B_1} = B_1 \cos (q x) \hat z$弱调制.得到了自旋向上和自旋向下电子的扩散电导率的解析表达式。自旋向上和自旋向下的电子的电导率以不同的频率振荡，并在Weiss和Shubnikov-de Haas振荡的振幅中产生拍频图案。我们表明，Rashba强度可以通过分析Weiss振荡中的拍频模式来确定。我们发现一个简单的方程，确定Rashba自旋轨道相互作用的强度，如果任何两个连续的节点之间的外斯振荡的数量是已知的实验。我们比较我们的结果与电调制的2DEG与Rashba相互作用。为了完整起见，我们还研究了碰撞电导率和霍尔电导率中的拍频斑图形成。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall
Rashba Spin-Orbit Anisotropy and the Electric Field Control of Magnetism
利用电场而不是电流来控制超薄铁磁层的磁性，如果足够大，将导致许多技术上重要的应用。到目前为止，虽然通常假设磁各向异性的变化，导致这种控制，从磁性层的表面电荷掺杂引起的，一些关键的实验不能理解在这样的情况下。大量研究的事实是，对于非磁性金属或半导体，大的表面电场引起Rashba自旋轨道耦合，这导致传导电子的自旋分裂。对于磁体，这种分裂被交换场修改，从而通过Dzyaloshinskiii-Moriya机制产生大的磁各向异性能量。这种不同的，但传统的，路径的电致各向异性能量可以解释电场，厚度和材料的依赖性在许多实验中报告。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Accumulation in Diffusive Conductors with Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Interaction
计算了Rashba（强度为$α)$）和Dresselhaus（强度为$β)$）自旋轨道相互作用下扩散系统中的电诱导自旋积累.使用扩散方程的方法，我们发现，磁电效应消失，因此没有自旋积累时，两个相互作用具有相同的强度，$α=\pm β$。在超大型系统中，Chaplik、Entin和Magarill [Physica E {\bf 13}，744（2002）]以及Trushin和Schliemann [Phys. Rev. B {\bf 75}，155323（2007）]预测的有限自旋累积在离奇点$α=\pm β$无限小的距离处恢复。然而，我们发现，奇异性被扩大，自旋积累的抑制成为物理相关的（i）在有限大小的系统的大小$L$，（ii）在存在的立方Dresselhaus相互作用的强度$γ$，或（iii）有限的频率测量。我们得到的参数范围内的磁电效应被抑制在这三种情况下，（i）$|α|-|β| \lesssim 1/mL$，（ii）$|α|-|β| \lesssim γp_{\rm F}^2$，和（iii）$|α|-|β| \lesssiM \sqrt{ω/m p_{\rm F}\ell}$与$\ell$的弹性平均自由程和$p_{\rm F}$的费米动量。我们把没有接近$α=\pm β$的自旋积累归因于U（1）对称性。我们用数字说明并证实了我们的预测。
2009-09-23 cond-mat.mes-hall
Unconventional spin valve effect in altermagnets induced by Rashba spin orbit coupling and triplet superconductivity
Dibrugarh University（迪布鲁加尔大学）
研究通过Rashba自旋轨道耦合和三重态超导性在交替磁体/三重态超导体/交替磁体结中诱导非常规自旋阀效应，揭示其电导、自旋极化和TMR的三重态配对对称性特征。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-Hall current and spin polarization in an electrically biased SNS Josephson junction
本文计算了超导体-正常2DEG-超导体（SNS）约瑟夫森结中直流电偏压引起的自旋霍尔电流和自旋极化的时间周期性。我们假设正常系统中电子的能带能量由于Rashba自旋轨道耦合而分裂。输运参数已计算内的扩散近似和使用微扰展开在一个小SN接触透明。我们发现，与稳态约瑟夫森效应相反，自旋霍尔电流不会变为零。除了由Cooper对跃迁到三重态引起的直接邻近效应之外，自旋电流和极化还由与电荷不平衡相关联的周期性电场驱动。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current-induced spin polarisation in Rashba-Dresselhaus systems under different point groups
本研究证明点群对称性（$C_n$与$C_{nv}$）显著影响非磁性材料中电流诱导的自旋极化方向，$C_n$允许正交和非正交极化及持续自旋电流，而$C_{nv}$仅产生横向极化，凸显晶体对称性在自旋电子学中的关键作用。
2024-12-12 cond-mat.mes-hall
Quantum tunneling through planar p-n junctions in HgTe quantum wells
我们证明了在具有反转能带结构的碲化汞量子阱中产生的pn结具有有趣的带内和带间隧穿过程。我们发现电子垂直注入到pn结的界面上时，有一个理想的带内传输。通过改变入射角、费米能级和Rashba自旋轨道相互作用的强度，可以调节穿过pn结的电子的不透明度和透明度。由于准一维pn结中拓扑边缘态的形成而出现的电导平台可以通过调节栅电压来接通和关断。当样品表现出中等强度的Rashba自旋轨道相互作用时，自旋取向可以基本上旋转。
2009-12-17 cond-mat.mes-hall
Subharmonic transitions and Bloch-Siegert shift in electrically driven spin resonance
我们从理论上研究了简谐驱动自旋的相干次谐波（多光子）跃迁。我们考虑两种情况：磁共振（MR）与错位，即，非横向驱动场，以及限制在一维抛物量子点中的电子的电驱动自旋共振（EDSR），受到Rashba自旋轨道相互作用。在EDSR的情况下，我们专注于极限的轨道能级间距的量子点是最大的能量尺度。然后，我们应用含时的Schriffi-Wolff扰动理论推导出含时的有效二能级哈密顿量，允许使用周期驱动二能级系统的Floquet理论来描述MR和EDSR。特别地，我们计算了基本（单光子）和半谐波（双光子）自旋跃迁。我们证明了双光子拉比振荡的出现，并解析计算了基频和半谐共振频率以及相应的拉比频率。对于EDSR，我们发现，无论是基本的和半谐波共振频率的变化时，增加的驱动电场，这是一个效果类似于从MR已知的布洛赫-Siegert移位的强度。值得注意的是，驱动强度相关的校正基本EDSR共振频率有一个异常的，负的符号，在MR中的相应的布洛赫-Siegert移位，这总是积极的对比。我们的分析结果支持数值模拟，以及简单的极限情况下的定性解释。
2015-08-18 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Superconductivity Through Surface Orbital Polarization
我们研究的物理机制，实现了传统的自旋单重态超导薄膜的电控制，通过专注于表面轨道极化的作用。假设金属态的多轨道描述，由于屏蔽效应，电场通过修改表面电势的强度而起作用，并且反过来产生非平凡的轨道-Rashba耦合。由此产生的轨道极化在表面和在其附近的超导性有显着的影响。我们证明，通过改变电场的强度，超导相可以被抑制，即变成正常的金属，或经历一个$0-π$过渡与$π$相标记的超导序参量的非平凡的符号变化之间的不同频带。这些发现为设计具有超导轨道效应的异质结构提供了丰富的思路。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Group theoretical and topological analysis of the quantum spin Hall effect in silicene
硅烯由单层硅原子组成，呈弯曲的蜂窝状结构。最近发现，这种系统的对称性允许有趣的Rashba自旋轨道效应。垂直的电场能够耦合到亚晶格赝自旋，使得可以电调谐和闭合带隙。因此，外部电场可以产生从拓扑绝缘体到正常绝缘体（或半金属）的拓扑相变，反之亦然。本文对硅烯研究的贡献是双重的：首先，我们进行了群论分析，系统地构造了布里渊区$K$点附近的哈密顿量，并发现了一个新的，但对称允许项。随后，我们确定了一个紧束缚模型，对应于集团理论推导的哈密顿附近的$K$点。其次，我们从这个紧束缚模型出发，通过明确计算能带结构的$Z_2$拓扑不变量，分析了硅烯的拓扑相图。为此，我们计算的$Z_2$拓扑不变量的蜂窝晶格在一个明显的规范不变的方式，使我们能够包括$S_z$对称性破缺条款-如Rashba自旋轨道相互作用-到拓扑分析。有趣的是，我们发现两个Rashba项的相互作用可以在硅烯中产生一个非平凡的量子自旋霍尔相。这与更广泛研究的蜂窝系统石墨烯形成鲜明对比，其中已知Rashba自旋轨道相互作用以潜在有害的方式与量子自旋霍尔效应竞争。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall
Theory of Electrical Spin Manipulation in Spin-Orbit Coupling Systems
通过将自旋-轨道相互作用与非阿贝尔规范势联系起来，我们在理论上给出了一个相当一般形式的自旋极化，它是在一个有效的杨-米尔斯场和一个通常的电磁场作用下产生的.在这个规范不变的结果，我们专注于一个纯粹的电诱导自旋的贡献。我们发现逆自旋伽伐尼效应和自旋霍尔效应起源于同一个起源，即，SU（2）$\times$ U（1）霍尔效应。我们还发现在Rashba系统中产生了1 T量级的大的有效磁场。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall
Electrically controlled spin-splitting and asymmetric tunnel magnetoresistance in anti-altermagnets
University of Hyderabad（海德拉巴大学）
本文提出利用双栅极输运结和垂直位移场打破反交错磁体的全局自旋简并，通过铁磁电极实现非对称隧穿磁电阻，为电学操控隐藏磁序提供了新框架。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torque opposing the Oersted torque in ultrathin Co/Pt bilayers
采用电驱动铁磁共振技术研究了Co_2Co/Pt双层膜中的电流感生转矩。的角度依赖的共振，检测整流效应作为电压，进行了分析，以确定的对称性和相对大小的自旋轨道扭矩。观察到反阻尼（Slonczewski）和类场转矩。随着铁磁体厚度从3 nm减小到1 nm，类场转矩的符号反转。这一观察结果与超薄双层中Rashba自旋轨道力矩的出现是一致的。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable Berry curvature and strong light-matter coupling in birefringent perovskite microcavities at room temperature
自旋光电子学领域的基础是对具有强光学非线性的器件中的光子自旋轨道耦合的良好控制。此类设备可能是光电子学新时代的关键，在光电子学新时代，光的动量和偏振自由度与电子器件相互交织并相互连接。然而，通过电子手段操纵光子是一项艰巨的任务，因为它们的电荷中性，并且需要对其介质进行复杂的电光调制。在这项工作中，我们提出了电调谐微腔激子极化激元共振在Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合场在室温下。我们发现，不同的自旋轨道耦合场和减少腔对称性的组合导致可调的Berry曲率的形成，量子几何效应的标志。为此，我们已经实现了一种新的架构的混合光子结构的二维钙钛矿层纳入微腔填充的液晶。我们的工作接口与电子自旋光电子器件相结合的强光物质耦合条件和人工规范场的电气控制。
2022-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrically tunable spin-orbit interaction in an InAs nanosheet
我们报道了在双栅场效应器件中外延生长的独立InAs纳米片的自旋轨道相互作用（SOI）的实验研究。栅极传输特性测量表明，在纳米片和跨纳米片的电势差的载流子密度的独立调谐可以有效地实现与使用的双栅极。通过低温下的磁导测量研究了InAs纳米片的量子输运特性。结果表明，电子输运在纳米片可以从弱反定域的弱本地化，然后回到弱反定域制度与施加在双栅极上的电压，而不改变载流子密度。在恒定的载流子密度下从磁导测量中提取的自旋轨道长度表现出峰值，在该峰值处，Rashba型的SOI被抑制，并且可以揭示由于在纳米片中存在Dresselhaus型的SOI而导致的自旋弛豫。在实验条件下对该器件进行了能带图模拟，并根据模拟结果讨论了对实验观察的物理见解。
2022-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin protection and manipulation via gate-locked spin-orbit fields
自旋-轨道（SO）相互作用通过相对论性的有效磁场耦合电子自旋和动量。虽然方便地促进半导体中的相干自旋操纵，但SO相互作用也固有地引起自旋弛豫。一个独特的情况出现时，Rashba和Dresselhaus SO字段相匹配，强烈保护自旋从放松，最近证明。量子计算和自旋电子学设备，如范式自旋晶体管，可以大大受益，如果这种自旋保护可以从一个单一的点扩展到一个广泛的范围内可访问的原位栅极控制，使可能的可调SO旋转下的保护弛豫。在这里，我们展示了广泛的，独立的控制所有相关的SO领域的GaAs量子阱，使我们能够调整Rashba和Dresselhaus SO领域，同时保持锁定彼此使用栅极电压。因此，我们可以电气控制，同时保护自旋。我们的实验采用量子干涉修正电导率作为SO耦合的灵敏探针。最后，我们结合传输数据与数值SO模拟，以精确地量化所有SO条款。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable spin qubits in strain-engineered graphene p-n junctions
Chosun University（朝鲜大学）
本文通过Rashba自旋轨道耦合和塞曼场，在应变诱导的石墨烯p-n结中实现自旋量子比特操作，并利用紧束缚量子输运模拟和四带模型揭示了自旋守恒和自旋翻转的避让交叉现象。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Charge-to-spin conversion in twisted graphene/WSe$_2$ heterostructures
从第一性原理出发，研究了石墨烯/WSe $_2$异质结构中自旋轨道耦合（SOC）邻近效应和电荷-自旋转换（CSC）对扭曲角的依赖性. CSC强烈地依赖于扭转角，旋转霍尔和标准Rashba-Edelstein效率在30°扭转或接近30°扭转时优化。由于扭曲而导致的对称性破坏也引起非常规的拉什巴-埃德尔斯坦效应，其中电生成的非平衡自旋密度具有与所施加的电场共线的自旋。我们进一步讨论了如何载流子掺杂浓度和频带展宽控制费米海和表面自旋响应之间的交叉，这调和了不同CSC现象的看似不同的实验观察。
2022-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of spontaneous magnetic order of lattice spins coupled to itinerant interacting electrons in one and two dimensions
我们将Mermin-Wagner定理推广到一个晶格自旋系统，该系统与巡游和相互作用的载流子自旋耦合。我们使用Bogoliubov不等式严格证明，无论是（反）铁磁或螺旋长程序是可能的，在任何有限的温度在一个和两个维度。我们的证明适用于广泛的一类模型，包括任何形式的电子-电子和单电子相互作用是独立的自旋。在Rashba或Dresselhaus自旋轨道相互作用（SOI）的存在下，磁序是允许的，并与平衡自旋电流密切相关。然而，在Rashba和Dresselhaus SOI被调谐为相等的特殊情况下，磁序再次被排除在外。这为电控制磁性半导体中的磁性开辟了新的可能性。
2011-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable polarization in beam-splitter based on 2D topological insulators
描述二维拓扑绝缘体（TI）的典型体模型由两种类型的自旋轨道项组成，即引起面外自旋极化的所谓Dirac项和引起面内自旋极化的Rashba项。我们表明，对于费米能量的一些参数，建立在2D TI上的分束器设备可以实现比建立在Rashba模型本身所描述的材料上的设备更高的面内自旋极化。此外，由于电子密度的高可调谐性和量子阱的不对称性，可以获得不同方向的自旋极化。虽然在正常（拓扑平凡）制度的平面内自旋极化将占主导地位，在倒置制度的面外极化是更显着的，不仅在带隙，但也为小费米能量以上的差距。此外，我们还提出了一种双分束器方案，用于全电测量面内自旋电流。虽然我们在这里考虑作为一个例子碲化汞/碲化镉量子阱，这种方案也可能是有前途的InAs/GaSb量子阱中的平面内和平面外的偏振可以在一个单一的设备中实现。
2013-11-06 cond-mat.mes-hall
Electrical spin manipulation in graphene nanostructures
我们提出了一种机制，以驱动单重态-三重态自旋跃迁电，在一个广泛的类的石墨烯纳米结构，目前对间隙零模式，本地化在相对的亚晶格。实例是具有短锯齿形边缘的矩形纳米石墨烯、具有拓扑间隙状态的扶手椅带异质结和具有sp $^3$官能化的石墨烯岛。零模的杂化和库仑排斥之间的相互作用导致有利于单重态基态的对称交换相互作用。向石墨烯纳米结构施加离面电场产生额外的Rashba自旋轨道耦合，这导致混合$S=0$和$S=1$流形的反对称交换相互作用。我们表明，调制的时间无论是离面电场或所施加的磁场允许进行电驱动的自旋共振在一个系统中具有很长的自旋弛豫时间。
2017-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of hole singlet triplet qubits with large g-factor differences
自旋轨道相互作用是实现电调谐自旋量子比特的关键。本文通过研究平面Ge空穴双量子点中的单重态-三重态振荡，探讨了立方Rashba自旋轨道相互作用对自旋态混合的影响。通过改变磁场的方向，我们发现了一个有趣的转变漏斗成蝴蝶形的图案。朗道-齐纳扫描解开塞曼混合效应的自旋-轨道诱导的耦合，并表明，大的单重态-三重态避免交叉并不意味着一个强大的自旋-轨道相互作用。我们的工作强调了在使用空穴自旋量子比特时需要对能量景观有完整的了解。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall
Fast electrically switchable large gap quantum spin Hall states in MGe$_2$Z$_4$
该研究通过从头计算发现1T$^\prime$-MGe$_2$Z$_4$二维材料具有约237 meV的大能隙QSH态，并可通过垂直电场快速切换拓扑相，适用于低功耗器件和量子技术。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin transport in polarization induced two dimensional confinement of carriers in wedge shaped \textit{c}-GaN nanowalls
从理论上研究了楔形\textit{c}取向GAN纳米壁中心垂直面内极化诱导二维电子气通道的自旋输运性质。由于限制势保持了导带和价带之间的空间对称性，因此即使当楔形形状不对称时，该系统中的Rashba效应也被抑制。已经发现，通过D 'yakonov-Perel'（DP）机制沿着约束方向取向的电子自旋的弛豫，这是在该高迁移率沟道中的主要弛豫过程，在低温下被完全关闭。自旋弛豫可以通过在栅极处施加合适的偏置来开启。利用这种显著的效应，一种新型的全电驱动自旋晶体管已经被提出。
2020-07-17 cond-mat.mes-hall
Low-symmetry nanowire cross-sections for enhanced Dresselhaus spin-orbit interaction
本文从理论上研究了具有锌晶格的半导体纳米线中低能电子的自旋轨道相互作用。有效的Dresselhaus项推导出各种生长方向，包括<11（-2）>取向的纳米线。虽然存在一种特定的配置，其中Dresselhaus自旋轨道耦合被抑制，即使在限制电位的低对称性，许多配置允许一个强大的Dresselhaus耦合。特别是，我们讨论了定性和定量的结果，纳米线截面建模后，部门的环或圆。详细分析了参数依赖性，从而能够预测各种各样的设置。例如，我们获得洞察最近制造的GaAs InAs纳米膜纳米线结构的自旋轨道耦合。通过结合有效的Dresselhaus和Rashba条款，我们发现，这样的结构是有前途的应用平台，需要一个电控自旋轨道相互作用。如果纳米线的横截面按比例缩小，InAs取代的InSb，非常高的德雷斯豪斯为基础的自旋轨道能量的顺序millionelectronvolt的预期。一个类似于有效德雷斯豪斯项的拉什巴项可以通过电子门诱导出来，提供了打开和关闭自旋轨道相互作用的手段。通过改变扇形的中心角，我们发现，除其他事项外，特别强的Dresselhaus耦合是可能的纳米线截面类似于半盘。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall
Geometry and linearly polarized cavity photon effects on the charge and spin currents of spin-orbit interacting electrons in a quantum ring
我们计算了量子环内的持续自旋电流作为Rashba或Dresselhaus自旋轨道相互作用强度的函数。我们提供了非相互作用电子的一维（1D）环的自旋流的分析结果以供比较。此外，我们计算的时间演化的瞬态制度的二维（2D）量子环连接到电偏置半无限导线使用时间卷积非马尔可夫广义主方程。在后一种情况下，电子通过库仑相互作用关联，并且环可以嵌入具有单模线偏振光子场的光子腔中。电子-电子和电子-光子相互作用用精确的数值对角化描述。光子场可以垂直于或平行于电荷传输极化。我们发现了一个明显的电荷电流下降与许多电子的能级交叉在Aharonov-Casher相位$ΔΦ=π$，这可以伪装的线性偏振光。定性协议被发现的1D和2D环的自旋电流。然而，量子，自旋电流是较弱的更现实的2D环，特别是弱自旋轨道相互作用，但可以大大增强与援助的线性极化电磁场。特定的自旋流对称性有关的Dresselhaus自旋轨道相互作用的情况下，Rashba的一个被发现持有的2D环中的光子腔。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall
Fast electron spin flips via strong subcycle electric excitation
量子信息处理的一个重要目标是减少量子逻辑运算的持续时间。基于此，我们对单电子自旋轨道量子比特的电诱导快速动力学进行了理论分析。我们研究了具有Rashba自旋-轨道相互作用和谐波驱动的一维量子点的例子，并重点讨论了强驱动的情况，当被驱动电子的实空间振荡幅度与其波函数的宽度相当时。我们提供了量子比特拉莫尔频率，最短可实现的量子比特翻转时间，和最短可实现的量子比特翻转所需的驱动幅度之间的简单近似解析关系。我们发现，这些关系比较以及从量子比特动力学的数值模拟得到的结果。基于我们的研究结果，我们讨论了最大限度地提高自旋轨道量子比特上的电单量子比特操作的速度和质量的实用指南。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall
Twist-angle dependent proximity induced spin-orbit coupling in graphene/topological insulator heterostructures
本文用第一性原理计算研究扭转石墨烯/Bi₂Se₃与Bi₂Te₃异质结，揭示SOC随扭转角、门控、厚度和位移的演化及Kane-Mele SOC的电调控符号反转。
2023-06-02 cond-mat.mes-hall
Electrical control of the Zeeman spin splitting in two-dimensional hole systems
具有强自旋轨道耦合的半导体空穴允许全电自旋控制，具有从自旋电子学到量子计算的广泛应用。利用GaAs量子阱中的二维空穴系统，我们证明了一种通过改变空穴波矢$k$来电控制塞曼分裂的新机制。我们发现平面内$g-$因子$g_{\parallel}(k)$增强了三倍。我们介绍了一种新的方法，用于量化的塞曼分裂的磁阻测量，因为传统的倾斜场的方法失败的二维系统具有较强的自旋轨道耦合。最后，我们证明了在低磁场下，Rashba自旋轨道相互作用抑制了面内塞曼相互作用。用电场控制塞曼分裂的能力为未来基于量子自旋的设备开辟了新的可能性，操纵非阿贝尔几何相位，并在$p-$型超导体系统中实现Majorana系统。
2018-06-28 cond-mat.mes-hall
Tuning Andreev reflection and conductance in proximitized nanowires through the spin-orbit field direction
Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia del Politecnico di Torino（都灵理工大学应用科学与技术系）
该研究探究轴向磁场下邻近化半导体纳米线构成的正常-超导体结的安德烈夫反射与非线性电导，发现自旋轨道场方向是调控其输运的有效旋钮，可实现电可调范围广的器件。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall
Dynamic spin-Hall effect and driven spin helix for linear spin-orbit interactions
我们推导出在有限的，无序的二维半导体沟道的电诱导自旋积累的边界条件。而对于直流电场，这些边界条件选择空间恒定的自旋轮廓，相当于消失的自旋霍尔效应，我们表明，在一个非零的交流自旋霍尔效应，即，即使对于线性固有自旋轨道相互作用，它也产生空间非均匀的面外极化。分析[001]和[110]生长量子阱中的不同几何结构，我们发现，尽管这种面外极化通常被限制在距离沟道边缘的几个自旋轨道长度内，但也有可能产生在整个沟道上延伸的空间振荡自旋分布。后者是由于在通道的横向方向上的驱动自旋螺旋模式的激发。我们表明，虽然有限的频率抑制这种模式，它可以被放大的磁场调谐到谐振频率的电场。在这种情况下，在相同强度的Rashba和Dresselhaus SOI的有限尺寸效应导致该螺旋模式的幅度的增强。本文讨论了自旋流与边界条件的关系。
2009-12-09 cond-mat.mes-hall
Cross-shaped nanostructures for the study of spin to charge interconversions using spin-orbit coupling in non-magnetic materials
几种自旋-轨道效应允许执行自旋到电荷的相互转换：自旋霍尔效应、拉什巴效应或拓扑绝缘体中的自旋-动量锁定。在这里，我们专注于如何使用三种不同的十字形纳米结构来检测这种相互转换。我们将这些测量配置应用于Pt中的自旋霍尔效应的情况，使用CoFe电极来检测和注入自旋。直接和逆自旋霍尔效应都可以被检测到，自旋霍尔信号比金属横向自旋阀中的非局域测量高两个数量级，并且具有简单得多的制造协议。我们比较各自的信号幅度的三个建议的几何形状。最后，比较所观察到的自旋信号与有限元方法计算允许提取自旋霍尔角和自旋扩散长度的Pt。
2018-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit Coupling-Driven Chirality Switching of Spin Waves in Altermagnets
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
提出通过电诱导Rashba自旋-轨道耦合实现交变磁体中自旋波手性的可控切换，无需外部磁场，为低能耗手性自旋电子学器件提供新途径。
2025-10-28 cond-mat.mes-hall
Edge states, spin transport and impurity induced local density of states in spin-orbit coupled graphene
我们研究石墨烯，它具有自旋轨道耦合（SOC），采取凯恩-梅勒形式，和塞曼场诱导由于接近铁磁材料。我们发现，尽管原始石墨烯的无间隙性质，但具有SOC的石墨烯与其原始对应物的锯齿形界面具有强大的手性边缘模式;这种模式不会发生扶手椅界面。接下来我们研究了在SOC和塞曼场作用下石墨烯中杂质的局域态密度（LDOS）的变化，并证明了在Dirac点附近的LDOS的傅里叶变换可以作为自旋轨道耦合强度的度量;此外，对于杂质原子的特定分布，LDOS由石墨烯电子的相消干涉效应控制，这是它们的狄拉克性质的直接结果。最后，我们研究了在存在和不存在塞曼场的情况下，将自旋轨道耦合石墨烯与凯恩-梅勒和Rashba项从原始石墨烯分离的结之间的运输。我们证明，这样的结通常是自旋活跃的，即，它们可以旋转的自旋，使入射电子，这是自旋极化沿某一方向有一个有限的概率被传输与相反的自旋。这导致在这样的石墨烯结中的有限的、电可控的自旋电流。我们讨论了可能的实验，可以探测我们的理论预测。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall
Fully Tunable Strong Spin-Orbit Interactions in Light Hole Germanium Quantum Channels
本研究提出生长在弛豫GeSn上的类MOS外延锗结构，利用类轻空穴基态实现强且栅极可调的Rashba自旋-轨道相互作用，兼具通断开关特性与低g张量各向异性，为自旋量子比特和混合器件应用提供新平台。
2025-06-17 cond-mat.mes-hall
Anisotropic $g$-tensors in hole quantum dots: The role of the transverse confinement direction
本文理论研究Si/Ge空穴量子点中重空穴各向异性$g$-张量，揭示横向限制方向对有效质量和$g$-张量的影响，推导解析表达式并给出自旋轨道修正方法，为优化空穴自旋量子比特提供指导。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall
Strong spin-orbit interaction and $g$-factor renormalization of hole spins in Ge/Si nanowire quantum dots
自旋-轨道相互作用是自旋量子比特量子计算、拓扑非平凡态研究以及自旋电子学中各种应用的核心。Ge/Si核/壳纳米线中的空穴自旋经历了自旋-轨道相互作用，这种相互作用被预测为既强又电可调，使它们成为这些领域研究的特别有前途的平台。通过测量自旋阻塞输运机制中的自旋混合跃迁，实验确定了Ge/Si纳米线中双量子点内空穴自旋的自旋-轨道相互作用强度.我们发现一个非常短的自旋轨道长度为$\sim$ 65 nm，相当于量子点长度和点间距离。我们还观察到一个大的轨道效应的所施加的磁场上的空穴状态，导致在一个大的磁场依赖的自旋混合跃迁能量。引人注目的是，与这些轨道效应一起，强的自旋-轨道相互作用导致$g$ -因子与磁场的显著增强。所展示的大的自旋-轨道相互作用强度与在该材料系统中预测的直接Rashba自旋-轨道相互作用一致，并且有望实现自旋量子位的超快Rabi振荡和有效的量子位-量子位相互作用，同时也为研究Majorana零模提供了一个合适的平台。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
