Spin current injection by intersubband transitions in quantum wells
我们发现，一个纯粹的自旋电流可以注入量子阱中的线性偏振红外辐射的吸收，导致子带之间的跃迁。自旋电流的大小和方向取决于Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合常数和光频率，因此，可以通过改变光频率和/或在量子阱上施加外部偏压来操纵。注入的自旋电流应该可以通过反常自旋霍尔效应产生的电压或通过空间分辨的泵浦-探测光谱学来观察。
2005-04-06 cond-mat.mes-hall
Intersubband spin-density excitations in quantum wells with Rashba spin splitting
在反转非对称半导体中，自旋-轨道耦合引起价带和导带的k依赖性自旋分裂，这是体结构和异质结构中自旋退相干的众所周知的原因。因此，在器件应用中操纵非平衡自旋相干性需要理解价带和导带自旋分裂如何影响载流子自旋动力学。本文研究了量子阱中集体子带间自旋密度激发（SDES）的退相干机制的相关性。线性自旋密度矩阵响应的密度泛函形式主义，描述了在量子阱的子带，可能是非抛物线和自旋分裂由于体或结构反转不对称（Rashba效应）的导带中的SDES。作为一个例子，我们考虑一个40 nm的GaAs/AlGaAs量子阱，包括Rashba自旋分裂的导子带。我们发现一个耦合和波矢依赖分裂的纵向和横向的SDES。然而，由于动力学交换和关联产生的集体效应，SDES的退相干不是由子带自旋分裂决定的。
2002-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twisted-light-induced intersubband transitions in quantum wells at normal incidence
从理论上研究了具有轨道角动量的激光束（扭曲光）垂直入射半导体量子阱时引起的子带间跃迁。由于准直激光束在传播方向上呈现光的电场的分量，这些转变在没有光栅的情况下成为可能。在傍轴近似下，导出了用矢量势表示的贝塞尔型扭曲光束的光-物质相互作用矩阵元。然后，我们考虑了光激发电子在标准半导体量子阱的第一和第二子带之间进行子带间跃迁的动力学。最后，我们分析了轻物质矩阵元素，以评估在小半导体结构的情况下，对于给定的光束轨道角动量，哪些跃迁更有利。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anisotropic splitting of intersubband spin plasmons in quantum wells with bulk and structural inversion asymmetry
在半导体异质结构中，体和结构反转不对称性和自旋轨道耦合诱导了价和导子带的k依赖自旋分裂，这可以被视为由动量依赖的晶体磁场引起的。本文研究了这些有效磁场对非对称n型GaAs/AlGaAs量子阱中子带间自旋动力学的影响。我们用线性响应理论计算了子带间自旋等离子体激元的色散。所谓的D 'yakonov-Perel'退相干机制对于集体子带间激发是不活跃的，即，晶体磁场不会导致自旋等离子体激元的退相干。相反，我们预测，在子带间自旋动力学的体和结构反转不对称的主要签名是一个三倍，各向异性分裂的自旋等离子体色散。指出了多体效应的重要性，讨论了用非弹性光散射进行实验观测的条件。
2003-07-05 cond-mat.mes-hall
Gyrotropy and magneto-spatial dispersion effects at intersubband transitions in quantum wells
从理论上研究了多量子阱结构的旋光特性。对沿[001]、[110]和[311]晶向生长的结构进行对称性分析，得到了旋向性张量分量。建立了圆二色性和天然旋光性信号的角度依赖性。对于光子能量接近于子带间光跃迁能量的情况，建立了基于尺寸量子化子带自旋轨道分裂的唯象模型和微观理论。磁空间色散效应所产生的子带间能隙的电子动量线性的抗磁位移也被认为是。它表明，的回旋和磁空间色散常数的光谱依赖性代表一个不对称的峰值与平均电子能量的不对称程度。估计表明，所考虑的影响在实验中是可检测的。
2012-01-11 cond-mat.mes-hall
Intersubband electric dipole spin resonance in transition metal dichalcogenide heterobilayers
L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）；Ioffe Institute（约费研究所）
研究了过渡金属二硫化物异双层中电偶极子自旋共振现象，通过分析对称性发现异双层的降低对称性使电场能够耦合传导带自旋亚带，提出了光学选择规则，并揭示了自旋轨道耦合诱导的布洛赫态混合机制，导致非零动量矩阵元和有效哈密顿量中的自旋依赖项，即拉沙效应，且电偶极子自旋翻转速率远高于磁偶极子自旋翻转速率。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Collective excitations in two-component one-dimensional massless Dirac plasma
研究了两个能量分裂的一维无质量狄拉克费米子子带通过自旋轨道相互作用耦合系统中的长波等离子体振荡谱。这样的系统可以由半导体过渡金属二硫属化物单层中的边缘子带形成。无质量狄拉克费米子的子带内跃迁产生了子带内一维等离子体激元的光学和声学无隙分支。结果表明，光支具有量子特性，群速度与普朗克常量的平方根成反比，而声支具有经典特性，群速度与边缘子带速度的几何平均值成正比.自旋-轨道相互作用，允许子带间跃迁的系统中，结果出现两个分支的子带间一维等离子体：上和下的。上、下分支在小波矢处有缺口，分别以正、负群速度演化，这是费米能级边缘子带能量分裂的结果。这两个子带间的分支邻接子带间的单粒子激发连续从上面，而在边缘子带的速度不相等的情况下，较低的经验朗道阻尼在小波矢量。此外，较低的分支，在非零波矢量处达到零频率，将其群速度从负变为正。
2018-08-15 cond-mat.mes-hall
A Quantized $ν=5/2$ State in a Two-Subband Quantum Hall System
研究了宽阱中密度可调二维电子系统中分数量子霍尔态在填充5/2时的演化，在宽阱中，分数量子霍尔态可以诱导从单光子带占据到两光子带占据的跃迁.在80和60 nm阱中，即使当第二子带被占据时，也观察到最低子带的5/2填充处的量子霍尔态。在50 nm阱中，5/2态在第二子带布居时消失。我们将这种独特的行为归因于子带间电荷转移的电容能量和子带概率密度重叠的宽度依赖性。
2011-09-28 cond-mat.mes-hall
Spin drift and diffusion in one- and two-subband helical systems
本文采用Rashba模型、线性Dresselhaus模型和立方Dresselhaus模型以及子带间自旋-轨道耦合模型，发展了二维电子气中自旋漂移和扩散的理论。额外的子带自由度引入了新的特性的持续自旋螺旋（PSH）动力学。如前所述，对于可忽略的子带间散射率，独立子带的磁化强度之和导致具有长自旋寿命的交叉PSH的棋盘图案。对于强子带间散射，我们的快速子带动力学模型作为一个新的随机变量，产生一个动力学集的两个子带的平均自旋轨道耦合。在这种情况下，交叉PSH变成各向同性，呈现具有短自旋寿命的圆形（贝塞尔）图案。此外，有限的漂移速度破坏了平行方向和横向方向之间的对称性，使图案变形和拖曳。我们发现最大自旋寿命随着漂移速度的增加而偏离PSH区。我们提出了这些情况下的近似解析解，并定义其有效域。讨论了磁场和初始包宽的影响。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall
Nonlinear AC and DC Conductivities in a Two-Subband n-GaAs/AlAs Heterostructure
在宽磁场范围内研究了具有两个填充尺寸量子化能级的n-GaAs/AlAs异质结的直流和交流电导率。这种异质结构的电子光谱的特征在于由带隙$Δ_{12}=15.5$ meV分开的两个子带（对称$S$和反对称$AS$）。结果表明，在线性制度下，在施加的磁场$B >3$ T，系统表现出相应的整数量子霍尔效应的振荡。一个相当复杂的模式，这样的振荡很好地解释在朗道水平之间的过渡有关的不同的子带。在$B <1$ T处，观察到磁子带间电阻振荡（MISOs）。在整数量子霍尔效应中，电导率随流过样品的电流的增加或表面声波（SAW）强度的增加由电子气温度的增加决定。在子带间跃迁的情况下，发现非线性不能用加热来解释。同时，随着SAW电场的增加，AC电导率的减小与频率无关，但相应的行为与DC电导率对霍尔电压$E_y$的依赖性不一致。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall
Rashba interaction in quantum wires with in-plane magnetic fields
我们分析了在自旋轨道耦合和面内磁场存在下弹道准一维系统的光谱和输运性质。我们的研究结果表明，Rashba进动和子带间耦合必须同等对待的波矢量附近的磁场诱导间隙。我们发现，子带间耦合限制了负有效质量的发生在间隙边缘和修改的线性电导曲线在强耦合限制。讨论了磁场对金属丝磁化自旋织构取向的影响。
2005-12-14 cond-mat.mes-hall
Giant Collective Spin-Orbit Field in a Quantum Well: Fine Structure of Spin Plasmons
我们利用磁场的非弹性光散射研究量子阱中的子带间自旋等离子体。我们证明了存在一个巨大的集体自旋轨道（SO）场，分裂成一个三重态的自旋等离子体光谱。这种效应是显著的，因为每个单独的电子将被期望在它自己的动量依赖的SO场中进动，导致D 'yakonov-Perel'退相。相反，多体效应导致SO场在集体水平上的显著组织。宏观自旋矩是由一个统一的集体SO场量子化的，比单独的SO场高五倍。我们提供了一个动力空间制图这一领域。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Orbital Angular Momentum Hall Current
我们证明了在Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合系统中，自旋霍尔流和轨道角动量霍尔流之间存在着根本的区别。轨道角动量霍尔电流具有纯粹的拓扑贡献，这是由于动量空间中存在磁通量，而自旋霍尔电流不具有这种拓扑性质。此外，我们表明，轨道霍尔电导总是大于自旋霍尔电导在两个耦合的存在下。由于拓扑性质，期望拓扑部分不受无序的影响。因此，在实际实验中，轨道角动量霍尔电流应该是主要的影响。
2005-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Artificial Gauge Field and Quantum Spin Hall States in a Conventional Two-dimensional Electron Gas
在Born-Oppemheimer近似下，我们将自旋轨道耦合系统中的总电子哈密顿量分解为慢轨道运动和快带间跃迁过程。我们发现，快速运动诱导规范场慢轨道运动，垂直于电子动量，诱导拓扑相。从这个一般设计原理出发，我们提出了一种在抛物线渐变GaAs/In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs量子阱中产生人工规范场和拓扑相的理论。通过调整反点晶格的刻蚀深度和周期，叠加势引起的能带折叠导致了能带的形成和相邻子带之间的能带反转。子带间的自旋轨道相互作用打开了相当大的非平凡的迷你间隙，并导致许多对螺旋边缘状态在这些间隙。
2015-04-24 cond-mat.mes-hall
Plasmons in the presence of Tamm-Shockley states with Rashba splitting at noble metal surfaces
Au（111）或类似的贵金属表面具有Tamm-Shockley表面态，已知其具有$Δ=0.1$ eV级的Rashba型的相当大的自旋-轨道分裂。当与电磁场相互作用时，当场的频率接近自旋-轨道分裂$Δ$的能量时，预期这些状态具有共振。这些共振起源于自旋分裂子带之间的子带间跃迁。这种共振可以在表面阻抗的频率依赖性中观察到。薄金属膜中的等离子体激元是无隙的，并且可以受到这些自旋共振的强烈影响，当其与$ω=Δ$线相交时，获得光谱的显著修改。最后，一个有趣的演示子带间的共振时，可以得到金属薄膜涂有离子的纵向/横向光学声子的频率以上/以下$Δ$。两个光学声子频率之间的介电函数是负的，这禁止了常规等离子体激元-极化激元的传播。然而，自旋轨道分裂表面态的存在允许等离子体激元存在于这个禁止的频率范围内。
2008-11-26 cond-mat.mes-hall
Orbital angular momentum driven intrinsic spin Hall effect
提出了一种内禀自旋霍尔效应（SHE）机制。在这种机制中，局域轨道角动量（OAM）引起电子位置移动，并与偏置电场耦合产生轨道霍尔效应（OHE）。SHE则通过原子自旋轨道耦合作为OHE的伴随效应出现。由于这种机制的自旋霍尔电导率估计是可比的重金属的实验值。该机制预测了自旋霍尔电导率的符号变化的自旋轨道极化改变其符号，以及自旋霍尔电导率和分裂的Rashba型自旋分裂在表面之间的相关性。
2014-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin drift-diffusion for two-subband quantum wells
控制自旋动力学和自旋寿命是自旋电子学的主要挑战之一。为此，在二维电子气（2DEG）的自旋扩散的研究表明，当Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC）是平衡的，一个持久的自旋螺旋制度出现。在那里，条纹自旋模式显示出很长的寿命，仅受立方Dresselhaus SOC的限制，并且其动力学可以由面内漂移场控制。在这里，我们推导出一个自旋扩散方程的非简并两个子带2DEG。结果表明，由子带密度重叠定义的子带间散射率作为控制自旋动力学的一个新的参数，可以由电场控制，并且在对称量子阱中最大.我们发现，对于大的子带间耦合的动态遵循一个有效的扩散矩阵的子带平均矩阵的约一半。这个额外的1/2因子来自于Matthiessen规则对子带内和子带间散射率的求和，并且导致降低的扩散常数和较大的自旋寿命。我们说明了我们的研究结果与数值解的扩散方程的参数从现实的薛定谔-泊松计算。
2021-04-10 cond-mat.mes-hall
Giant orbital Hall effect and orbital-to-spin conversion in 3d, 5d, and 4f metallic heterostructures
轨道霍尔效应提供了自旋霍尔效应的替代手段，以将充电电流转换成角动量流。最近，引人注目的签名的轨道霍尔效应已被确定在三维过渡金属。在这里，我们报告了一个系统的研究，包括3D，5D和4F金属异质结中的轨道电流的产生，传输和转换。我们发现Cr的轨道霍尔电导率达到了5*10^5 Ohm^{-1} m^{-1}量级的巨大值，Pt除了自旋霍尔效应外，还表现出很强的轨道霍尔效应。作为厚度的函数进行测量的Cr-Cr，Mn和Pt层和铁磁Co和Ni层揭示了如何轨道和自旋电流竞争或相互帮助，以确定作用在磁性层上的自旋-轨道扭矩。我们进一步展示了这种相互作用如何可以通过在磁性层和磁性层之间引入4 f间隔物来大幅调制。Gd和Tb充当非常有效的轨道-自旋电流转换器，将Cr产生的自旋-轨道扭矩提高4倍，并反转Pt产生的扭矩的符号。为了解释我们的结果，我们提出了一个广义漂移扩散模型，包括自旋和轨道霍尔效应，并描述了它们的相互转换介导的自旋-轨道耦合。
2022-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit coupling induced valley Hall effects in transition-metal dichalcogenides
在过渡金属二硫属化物中，K谷中的电子可以经历伊辛和拉什巴自旋轨道耦合。在这项工作中，我们表明，Ising和Rashba自旋轨道耦合的共存导致了一种特殊类型的谷霍尔效应，我们称之为自旋轨道耦合诱导谷霍尔效应。重要的是，在导带边缘附近，由自旋-轨道耦合产生的谷依赖的Berry曲率通过外部门高度可调，并且在可访问的实验条件下主导源自轨道自由度的固有Berry曲率。我们发现，自旋轨道耦合诱导的谷霍尔效应表现在谷霍尔电导率的栅极依赖性，这可以检测到的克尔效应实验。
2019-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal spin Hall effect and spin-orbit interaction in nonmagnetic metals
对非局域自旋注入器件中的自旋霍尔效应进行了理论研究。利用非定域自旋注入技术，在非定域金属（N）中产生纯自旋电流。在N中流动的自旋电流通过自旋轨道散射而偏转，以在横向方向上感应霍尔电流并在N的边缘处积累电荷，从而产生自旋电流感应的霍尔效应。本文提出了一种提取金属自旋轨道散射信息的方法。
2006-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall and Valley Quantum Anomalous Hall Effects in Two-Dimensional d0 Orbital XY Monolayers
我们提出了一个新的家庭的d 0轨道XY（X = K，Rb，Cs; Y = N，P，As，Sb，Bi）单分子膜具有丰富和新颖的拓扑结构和谷的性质。KN、RbN、RbP、RbAs、CsP、CsAs和CsSb单分子膜具有显著的量子反常霍尔效应（QAHE）。CsSb单层也表现出异常的谷QAHE与巨大的分裂。此外，由于px;y和pz轨道之间的应变诱导带反转，XY单层的拓扑性质可以通过面内应变有效地调节。我们的研究结果表明，d 0轨道XY单层膜可以是很好的候选人，有前途的应用在自旋电子学和多功能拓扑为基础的设备。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of the Hall-bar geometry on harmonic Hall voltage measurements of spin-orbit torques
谐波霍尔电压测量是一种广泛应用于测量重金属/铁磁体异质结构中自旋轨道感应有效场的定量技术。在霍尔条中的电压拾取线附近，电流是不均匀的，这导致有效场和导出量（例如自旋霍尔角或自旋霍尔电导率）的迄今未量化的减小。在这里，我们提出了一个彻底的分析的影响的电压拾取线的纵横比上的表观自旋霍尔角电流沟道宽度。实验进行了霍尔酒吧与宽范围的纵横比和一个显着减少的自旋霍尔角已经看到在霍尔十字与纵横比为1：1。我们的实验结果证实了有限元模拟的电流。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of nonlocal transport associated with the orbital Hall effect in Ti
Keio University（庆应义塾大学）
研究单层钛霍尔条的非局域输运，探讨由轨道霍尔效应驱动的轨道电流输运特征，发现非局域电阻与中央通道宽度有关，排除欧姆旁路贡献后，推测存在由轨道霍尔效应驱动的非局域输运。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing the Dominance of the Orbital Hall Effect over Spin in Transition Metal Heterostructures
本研究通过自旋泵浦实验，在19种过渡金属异质结构中揭示轨道霍尔效应远超自旋贡献，与理论预测大体相符，凸显轨道电子学的重要性。
2025-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Neel vector dependent orbital Hall effect in altermagnetic RuO2
本文理论研究交错磁体 RuO2 的轨道霍尔效应，揭示其轨道霍尔电导率随 Néel 矢量方向变化，并通过自旋-轨道相互作用阐明机制，为高效可控的任意方向轨道电流源提供方案。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Maximizing Spin-Orbit Torque Generated by the Spin Hall Effect of Pt
自旋-轨道力矩的有效产生是自旋-轨道电子学的核心问题。铂是典型的自旋霍尔材料，由于其巨大的自旋霍尔电导率、低电阻率、高稳定性以及与CMOS电路兼容的能力，它有可能成为自旋轨道扭矩的杰出提供者。然而，具有低电阻率的纯清洁极限Pt仍然提供低阻尼类自旋轨道扭矩效率，这限制了其实际应用。增加Pt的自旋霍尔比和界面的自旋跃迁可以显著提高Pt基磁性异质结构的自旋-轨道矩效率。在这里，我们回顾了最近的进展，了解物理的自旋电流产生，界面自旋输运，和计量学的自旋轨道扭矩，并总结了基于Pt的自旋轨道扭矩存储器和逻辑的目标，是快速，高效，可靠，可扩展，和非易失性的进展。
2021-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analytical expression for the harmonic Hall voltages in evaluating spin orbit torques
对电流感应转矩的深入理解是发展双磁性异质结构中电流和电压控制磁化动力学的关键。需要一种通用的技术来评估各种系统中的这种扭矩。在这里，我们检查绝热（低频）谐波霍尔电压测量，最近已经发展到研究电流感生的有效场，起源于自旋轨道效应。我们解析推导出一种形式，可用于评估谐波霍尔电压，并提取相关参数在两个代表性的系统，即出平面和在平面磁化系统。考虑了反常霍尔效应和平面霍尔效应的贡献。
2013-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall Effect and Enhanced Magnetic Response by Spin-Orbit Coupling
我们表明，自旋霍尔电导率在绝缘体中的磁化率代表的自旋轨道耦合的强度。我们利用这个关系作为指导原则来寻找具有量子自旋霍尔效应的真实材料。因此，我们从理论上预测了铋将表现出量子自旋霍尔效应，通过计算螺旋边缘态，并通过显示Z_2拓扑数的非平凡性，提出了可能的实验。
2006-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface tuned Enhanced and Low Temperature Quenching of Orbital Hall Currents Induce Torque and magnetoresistance in Light Metal/Nickel Bilayers
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究学院加尔各答分校）
该研究探究轻金属/铁磁体双层膜中轨道霍尔效应诱导的电流效应，通过测量Ni/Ti薄膜的二次谐波电压提取OHT效率与UOMR，发现Cu中间层及Ti厚度增加可增强两者，低温会淬灭，揭示体轨道霍尔效应为共同机制。
2025-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect in a system of Dirac fermions in the honeycomb lattice with intrinsic and Rashba spin-orbit interaction
我们考虑了石墨烯晶格中无质量狄拉克费米子系统的自旋霍尔效应。两种类型的自旋-轨道相互作用，有关的石墨烯晶格，被考虑在内-的内在和Rashba条款。在理想晶格的假设下，计算了自旋霍尔电导率的拓扑贡献。当这两种相互作用存在时，它们的相互作用被证明会导致自旋霍尔电导率对费米能级的依赖性的一些特殊性。
2009-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vanishing of the Dissipationless Spin Hall Effect in a Diffusive Two-Dimensional Electron Gas with Spin-Orbit Coupling
本文提出了一种非平衡格林函数方法来研究具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的二维电子系统中的自旋霍尔效应。通过考虑电子与杂质的长程散射，对导出的动力学方程进行了数值求解。发现零温无耗散自旋霍尔效应的消失是由内禀过程和无序过程共同作用的结果。这一结果已在较宽的自旋轨道耦合常数和电子密度范围内得到验证。
2005-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-Optical Detection of the Orbital Hall Effect in Chromium
本文通过磁光检测在铬表面观测到电流诱导的轨道积累，证实了轨道霍尔效应，并估算出铬的轨道扩散长度约为6.6纳米。
2023-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Magnetoelectric Hall Effect from Layer-Orbital Quantum Geometry
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究揭示了层-轨道量子几何如何产生内在磁电Hall效应，该效应与电场和磁场成双线性关系，且在非磁性系统中可出现，为Hall输运提供了新机制。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculation of orbital Hall effect by Wannier interpolation: Role of orbital dependence of the anomalous position
本研究通过第一性原理计算，发现反常位置具有轨道依赖性，并基于Wannier插值方法，通过一致处理速度算符，修正了过渡金属轨道霍尔电导率的符号预测，强调了基函数空间依赖性的重要性。
2024-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Hall conductivities induced by the orbital magnetic moment
内禀反常霍尔效应是电子波函数几何性质的最令人兴奋的表现之一。在这里，我们预测，电子波函数的几何性质也引起了一个纯粹的量子力学，{ \it内在}（散射时间无关）组件的霍尔电导率在存在的磁场。我们发现，轨道磁矩和异常霍尔速度相结合，以产生一个散射的时间无关的贡献的霍尔效应，除了洛伦兹力诱导的散射时间相关的“经典”霍尔效应。这种无耗散的霍尔效应也表现在热电和热导率中，并且在带边缘和带交叉附近占主导地位。它会引起负磁阻效应，并导致霍尔实验中测得的载流子密度被低估。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and orbital Hall currents detected via current induced magneto-optical Kerr effect in V and Pt
本研究通过实验探究Pt和V薄膜电流感应磁光克尔效应的厚度依赖关系，揭示自旋与轨道霍尔效应对克尔信号的叠加/抵消机制，并推算出V的轨道扩散长度远小于自旋扩散长度。
2023-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The manifestation of Fermi level oscillations in the magnetoresistance of HgTe quantum wells with a split spectrum
实验研究了宽度10-18 nm单HgTe量子阱的磁阻SdH与磁子带间振荡，发现低磁场下振荡反节点与最大值相对位置反常，高磁场下发生改变，证实此效应源于磁场中费米能级的振荡。
2024-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dominant spin Hall torque and negligible orbital Hall torque in α-W/ferromagnet heterostructures with artifacts-free angular momentum detectors
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电工程技术研究中心）；College of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University（陕西师范大学物理学与信息技术学院）
本文使用无伪影角动量探测器（Cu/Ni/Cu和Cu/FeCoB/Cu）澄清了α-W中电流诱导转矩的物理起源，发现自旋轨道转矩始终为负且主要来自自旋霍尔效应，轨道霍尔转矩可忽略，表明轨道电流缺乏普适性。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Orbital Hall Effect
本研究针对轨道霍尔效应与能带拓扑关联不明确的问题，提出基于投影轨道角动量谱分析的新方法，揭示了拓扑轨道霍尔相的体边对应关系，为二维材料中该效应的研究提供了系统方法与探索路径。
2024-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit interaction in GaAs wells: From one to two subbands
我们研究了GaAs量子阱中的Rashba和Dresselhaus自旋轨道（SO）耦合，阱宽范围为$w$，允许电子占据从一个子带过渡到两个子带。通过进行详细的泊松-薛定谔自洽计算，我们确定了所有子带内和子带间的Rashba（$α_1$，$α_2$，$η$）和Dresselhaus（$β_1$，$β_2$，$Γ$）耦合强度。对于仅占据一个子带的相对窄的孔，我们的结果与Koralek \emph{et al.} [Nature \bfs{48}，610（2009）]的数据一致，即，Rashba耦合$α_1$基本上与$w$无关，这与线性Dresselhaus系数$β_1$的减小相反。当我们加宽阱使得第二子带也可以被填充时，我们观察到$α_2$减小而$α_1$增大，两者几乎与$w$成线性关系。有趣的是，我们发现在研究的参数范围内（即，非常不对称的井）$α_2$可以达到零并改变其符号，而$α_1$总是正的。在$w$的这种双占有状态中，$β_1$大部分是恒定的，而$β_2$随着$w$而降低（类似于单占有状态的$β_1$）。另一方面，子带间Rashba耦合强度$η$随着$w$而减小，而子带间Dresselhaus $Γ$几乎保持不变。我们还确定了持久的自旋螺旋对称点，在每个子带中的Rashba和重整化（由于立方校正）的线性Dresselhaus耦合是相等的，作为阱宽和掺杂不对称性的函数。我们的研究…
2015-02-05 cond-mat.mes-hall
Transport Currents and Persistent Currents in Solids: Orbital Magnetism and Hall Effect of Dirac Electrons
固体中的电子电流的特征确实是多种多样的，取决于环境，例如导致耗散的非平衡传输电流和平衡流动的持续电流。在许多情况下，这些电流之间的差异可能是明显的，而在某些情况下则不是。对后一种情况的理论研究结果将作简要介绍，重点是轨道磁中的磁场带间效应和狄拉克电子的霍尔效应。
2009-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Origin of Intrinsic Planar Hall Effect
本文建立本征平面霍尔效应的一般理论，揭示其无需自旋—轨道耦合的轨道机制及与反常轨道极化率的联系，并通过第一性原理计算在TaSb₂等材料中验证，指出拓扑能带交叉可增强该效应。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inefficiency of orbital Hall effect on the spin torque in transition metal/ferromagnet bilayers
本研究通过第一性原理计算，系统研究了过渡金属/铁磁体双层中的自旋力矩，发现轨道霍尔效应贡献远低于自旋霍尔效应，且在TM/Ni中轨道霍尔与自扭矩相互抵消。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
P-orbital spin generator with large spin Hall angle and long spin diffusion length
University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；National University of Singapore (Chong Qing) Research Institute（新加坡国立大学（重庆）研究院）；CAEP（中国工程物理研究院）；Beijing University of Technology（北京工业大学）；Tiangong University（天津工业大学）
本研究实验发现p轨道In2Bi合金具有大自旋霍尔角和长自旋扩散长度（为Pt的4倍），第一性原理计算揭示费米能级附近小能隙导致大贝里曲率相关自旋霍尔电导率，克服d轨道金属限制，推动高性能自旋电子器件发展。
2025-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unified First-Principles Study of the Anomalous Hall Effect Based on Exact Muffin-Tin Orbitals
基于精确松饼-锡轨道（EMTO），发展了计算电流算符的第一性原理方法，并以体心立方铁中的反常霍尔效应为例，通过引入稀疏杂质，拟合标度律，成功地将斜散射贡献与侧跳和本征贡献分离.通过研究体铁中反常霍尔效应的温度依赖性，我们预测了当仅考虑声子时作为温度的函数的波动的反常霍尔角，这在将来可以通过抑制磁振子激发在实验中测量，例如，通过施加高的外部磁场。
2021-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbital Hall Nano-Oscillators using PtCr/NiFe
University of Gothenburg（哥德堡大学）；Tohoku University（东北大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Vietnam Academy of Science and Technology（越南科学技术院）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
该研究利用PtCr/NiFe异质结构，通过合金工程实现巨大自旋轨道转矩，降低自旋轨道霍尔纳米振荡器的阈值电流密度，建立低功耗非线性自旋电子学器件的可扩展材料平台。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum correction to the orbital Hall effect
本文完整评估了包含带内矩阵元的轨道霍尔效应，发现由算符不可对易性引起的量子修正主导了拓扑反铁磁体CuMnAs和有质量Dirac费米子的OHE响应。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-Transport in MoS2: Phase Coherence, Spin Orbit Scattering and the Hall Factor
我们通过弱局域化测量和霍尔效应测量表征了n型MoS 2二维晶体中的相位相干长度、自旋轨道散射长度和霍尔因子。弱局域化测量显示，对于少层MoS 2薄膜，在T = 400 mK时，相位相干长度约为50 nm，随着温度的升高，相位相干长度随T^-1/2减小。弱局域化测量也使我们能够，第一次没有光学技术，估计自旋轨道散射长度为430 nm，指向潜在的二硫化钼自旋电子学应用。通过霍尔效应测量，我们观察到在T = 1 K时的低温霍尔迁移率为311 cm 2/Vs，从10 K到60 K，迁移率随温度的升高呈幂律下降，特征指数γ=1.5。在室温下，我们观察到的霍尔迁移率为24厘米2/Vs。通过确定的霍尔因子为二硫化钼为1.35，在T = 1 K和2.4在室温下，我们观察到的漂移迁移率为420厘米2/Vs和56厘米2/Vs，在T = 1 K和室温下，分别。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantized orbital and spin Hall transport: interplay between $sp$-hybridization, altermagnetism and spin-orbit coupling
BITS Pilani-Hyderabad Campus（比拉尼理工学院海德拉巴校区）；Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）；Ecole Centrale School of Engineering, Mahindra University（马欣德拉大学中央工程学院）
通过二维模型哈密顿量研究轨道和自旋霍尔效应的量子化，发现当交变磁序强度（Rashba自旋-轨道耦合强度）超过（低于）$sp$杂化尺度时，轨道（自旋）霍尔响应在费米能窗口内量子化，且量子化分别独立于Rashba SOC和AM序，其微观起源来自费米面激活的轨道和自旋贝里曲率。
2026-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic orbital Hall effect in a nonuniform electric field
Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）
通过几何分析建立轨道角动量输运与布洛赫波函数几何性质的联系，推导出非均匀电场下本征轨道霍尔电导率由轨道贝里曲率和量子度量表示，并揭示高阶响应对样品取向的敏感性。
2026-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Weyl orbit and quantum Hall effect in Dirac semimetal Cd3As2
拓扑狄拉克半金属由于相对表面上开费米弧之间的耦合，在表面态中表现出一种新的回旋轨道，称为外尔轨道。在这里，通过降低Cd 3As 2纳米片中的载流子密度，我们观察到从多频到单频的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡在受到面外磁场时的交叉，表明表面传输的主导作用。随着磁场的增加，SdH振荡进一步发展为纵向电阻不为零的量子霍尔态.通过跟踪振荡频率和霍尔平台，我们观察到塞曼分裂和提取朗道能级指数以及子带数。与传统的二维系统不同，这种独特的量子霍尔效应可能与量子化的外尔轨道有关。我们的研究结果呼吁进一步研究拓扑半金属低维结构中的奇异量子霍尔态。
2017-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversal of Orbital Hall Conductivity and Emergence of Tunable Topological Quantum States in Orbital Hall Insulator
该研究通过应变工程结合k·p模型与第一性原理计算，在轨道霍尔绝缘体中实现轨道陈数符号反转和轨道霍尔电导反转，并探索了可调拓扑量子态。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Non-linear transport phenomena in a two-subband system
我们研究了在垂直磁场中具有两个紧密分布的电子子带的高迁移率双层系统中的非线性输运现象。对于一个温和的直流激励，我们观察到零微分电阻状态的特征1/B周期。我们调查，从实验和理论上，霍尔场致电阻振荡调制的高频磁子带间振荡在我们的系统中，如果我们增加的电流。我们还观察和描述的影响，直流对磁电阻在微波辐射的存在。
2011-10-10 cond-mat.mes-hall
Efficient conversion of orbital Hall current to spin current for spin-orbit torque switching
自旋霍尔效应（自旋电流的电生成）允许有效地控制磁化。最近的理论表明，轨道霍尔效应产生的轨道电流，可以远远大于自旋霍尔诱导的自旋电流。然而，轨道电流不能直接对铁磁体施加转矩，需要从轨道电流到自旋电流的转换过程。在这里，我们报告了两种有效的方法，通过自旋-轨道耦合工程，这使我们能够明确地证明轨道电流诱导的自旋力矩，或轨道霍尔力矩的转换。我们发现，轨道霍尔扭矩大大增强通过引入稀土铁磁体Gd或Pt界面层与Cr/铁磁体结构中的强自旋轨道耦合，表明在Cr中产生的轨道电流有效地转换成自旋电流中的Gd或Pt层。此外，我们发现，轨道霍尔力矩可以促进减少自旋轨道转矩为基础的自旋电子器件的垂直磁化的开关电流。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
