自旋阻塞输运中核极化的相敏探针

耗散量子输运中的相变与介观核自旋抽运

Phase Transitions in Dissipative Quantum Transport and Mesoscopic Nuclear Spin Pumping

当竞争输运通道的矩阵元素的比例变化时，量子系统的耗散动力学中会发生拓扑相变。在这里，我们建立了一类非厄米量子行走问题的这种行为之间的关系[M。S.鲁弗斯和L. S. Levitov，Phys. Rev. Lett. 102，065703（2009）]和双量子点中的核自旋泵送，其通过在存在自旋-轨道和超精细相互作用的情况下自旋阻塞的电子三重态的衰变来介导。当自旋-轨道耦合强度超过净超精细耦合强度时，跃迁发生，并导致核自旋泵的完全抑制。在转变点以下，核泵浦伴随着电流的强烈减少，这是由于在该制度中存在非衰变的“暗态”。由于其拓扑特性，预计过渡对电子自由度的失相是鲁棒的。

双量子点中的电流和耦合电子-核自旋动力学

Electrical current and coupled electron-nuclear spin dynamics in double quantum dots

我们研究了自旋阻塞双量子点中的电子输运。通过调节自旋-轨道相互作用的强度，我们发现流过双量子点的电流在零磁场处出现一个谷，在磁场处出现一个峰，此时双电子能级发生反交叉.这种行为是由于场和自旋轨道振幅的单重态-三重态混合的依赖性。我们推导出近似表达式的电流作为一个函数的参与运输的状态的振幅。我们还考虑了另一种模型，考虑到有限数量的核自旋和研究电子和核自旋之间的耦合动力学。我们表明，如果自旋系综是在热状态下有规律的振荡，在瞬态电流其次是准混沌复苏类似于在热Jaynes-Cummings模型中看到的。

双核池对自旋封锁漏电流双稳的作用

Role of dual nuclear baths on spin blockade leakage current bistabilities

双量子点系统中自旋阻塞的电子输运是基于自旋的量子信息领域的一个重要进展。阻断的基本机制是形成阻断三重态。漏电流的双稳性作为施加的磁场的函数，在这一制度被认为是从核奥弗豪泽场之间的自旋翻转跃迁的影响阻塞三重态和导电单重态。本文的目的是提出的细微差别，考虑两浴模型的实验观察到的电流双稳性，采用自洽模拟的核自旋动力学耦合的电子输运的DQD设置。在这样做的时候，我们首先讨论的重要的微妙之处涉及的超精细介导的自旋翻转率的微观推导。然后，我们给出的见解，两个核浴之间的差异和由此产生的差异Overhauser场影响的DQD的两个电子状态，以及它们与实验观察到的电流滞后曲线的连接。

双laser光束泵浦下单量子点核的自旋极化

Nuclear spin polarization in a single quantum dot pumped by two laser beams

本文从理论上研究了双激光泵浦下自组装量子点中的动态核自旋极化。在假设空穴自旋与核自旋之间存在非共线相互作用导致核自旋极化的情况下，我们发现，弱核自旋极化和强核自旋极化都可能出现，这取决于激光的强度和中心频率。对于弱的核自旋极化，我们用微扰方法证明了核自旋Overhauser场的分布可能变得明显变窄。利用蒙特卡罗模拟对单个量子点进行模拟，发现适当的光泵浦也可以产生强的核自旋极化。

自组装量子点中原子核自旋极化和退极化的理论研究

Theoretical study of nuclear spin polarization and depolarization in self-assembled quantum dots

研究了应变诱导核四极相互作用对自组装量子点中核自旋极化度的影响。计算结果表明，在In_{x} Ga_{1-x} As量子点中可实现的核自旋极化与铟的浓度以及由此产生的量子点中的应变分布有关。核四极相互作用和塞曼分裂之间的相互作用导致有趣的功能，在磁场依赖的核自旋极化。我们的结果是在定性协议与测量核自旋极化的各种实验组。

量子线电导对核自旋极化的影响

Polarization of Nuclear Spins from the Conductance of Quantum Wire

我们设计了一种通过电导测量来测量核自旋极化的方法。具体而言，我们研究了外部磁场，核自旋极化，和Rashba自旋轨道相互作用的量子线的电导的综合效应。非平衡核自旋极化影响电子能谱，使其与时间相关。光谱极值点的变化导致电导的时间依赖性。电导振荡模式可以用来获得核自旋极化幅度的信息，提取核自旋子系统的特征时标。

电流诱导电子自旋极化的动态核极化

Dynamic nuclear polarization from current-induced electron spin polarization

电流诱导的电子自旋极化被证明通过动态核极化产生核超极化。在InGaAs外延层中施加超过100秒的时间尺度的电场时产生几毫特斯拉的饱和场，并使用光学拉莫尔磁力测量法测量。温度，外部磁场，和施加的电压的依赖关系进行了研究。我们发现了一个不对称性，其中饱和核场依赖于电产生的自旋极化和外部磁场，我们归因于各种电子自旋动力学过程之间的相互作用的相对对齐。

量子霍尔区中的光致核自旋极化：激子和Trion激发对电子自旋极化的影响

Optically Induced Nuclear Spin Polarization in the Quantum Hall Regime: The Effect of Electron Spin Polarization through Exciton and Trion Excitations

通过光泵电子在朗道最低能级上的自旋极化，研究了量子霍尔区的核自旋极化。利用灵敏的电阻探测器，将核自旋极化测量为磁场$B_N$。我们发现$B_N$对填充因子的依赖性是非单调的。借助于圆偏振光致发光测量对$B_N$的综合测量表明光激发复合物的参与，即，激子和trion（带电激子），在核自旋极化。基于一种新的平衡电子自旋极化的估算方法，通过对实验数据的分析，我们得出结论：$B_N$的填充因子依赖性是由电子自旋极化通过激子和激子的影响来理解的.

$ν=2/3$量子Hall态核自旋极化的层间扩散

Interlayer Diffusion of Nuclear Spin Polarization in $ν=2/3$ Quantum Hall States

在$ν=2/3$量子霍尔态的自旋跃迁点，二维电子气中的核自旋被电流极化。利用GaAs/AlGaAs双量子阱样品，我们首次观察到当核自旋极化在一层中是电流诱导时，两层之间的核自旋极化的空间扩散。通过数值模拟，我们估计了核自旋极化的扩散常数为$15 \pm 7$，nm $^2$ /s.

Third Stable Branch and Tristability of Nuclear Spin Polarization in Single Quantum Dot System

Semiconductor quantum dots provide a spin-coupled system of an electron and nuclei via enhanced hyperfine interaction. We showed that the nuclear spin polarization in single quantum dots can have three stable branches under a longitudinal magnetic field. The states were accompanied by hysteresis loops around the boundaries of each branch with a change in the excitation condition. To explain these findings, we incorporated the electron spin relaxation caused by the nuclear spin fluctuation into the previously-studied dynamic nuclear spin polarization mechanism. The model reproduces the new feat…

超热电子引起的动态核极化

Dynamic nuclear polarization induced by hot electrons

在GaAs/AlGaAs异质结中，在朗道能级填充因子$ν=3$下，提出了一种局域动态核极化的新方法。使用窄通道样品，其中的宽度沿电子流逐步变化，我们发现，电子冷却（加热）导致核自旋的极化对（朝向）外部磁场在液氦温度。纵向核自旋弛豫速率随温度的倒数呈指数变化。

光学电子自旋取向下量子点中的极限核极化与电子核动力学盒模型的适用性

The limiting nuclear polarization in a quantum dot under optical electron-spin orientation and applicability of the box-model of the electron-nuclear dynamics

对于描述量子点电子-核动力学的模型哈密顿量，我们得到了极限核极化随等效核群数变化的精确表达式。结果表明，通过增加基团数目来细化模型哈密顿量，会导致极限核极化的缓慢增长。这使我们能够提出有利于箱模型（所有核都是等效的）的适用性的参数，用于描述在大约数百个光学取向周期的时间间隔内的电子-核自旋动力学。

量子线中电压诱导的螺旋到均匀核自旋极化的转换

Voltage induced conversion of helical to uniform nuclear spin polarization in a quantum wire

研究了偏压对电子与核通过超精细相互作用的弹道丝核自旋极化的影响。在平衡状态下，由于电子介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，局域核自旋被螺旋极化。这里集中在非平衡，我们发现，施加的偏置电压诱导均匀的极化，从螺旋极化和非极化自旋自旋翻转。一旦在原子核中建立了宏观均匀极化，原子核自旋螺旋就以与均匀极化成比例的频率旋转。均匀的核自旋极化作为电压和温度的函数单调增加，反映了热激活行为。我们的预测提供了具体的方法来测试实验中存在的半导体量子线的核自旋螺旋极化。

核自旋极化诱导量子点的电子结构

Electronic structure of nuclear-spin-polarization-induced quantum dots

我们研究了二维电子气中的电子受非均匀核自旋极化约束的系统。该系统由具有非零核自旋的异质结构组成。我们表明，在这个系统中，电子可以被限制在一个点区域通过本地核自旋极化。核自旋极化诱导量子点具有有趣的性质，表明由于核自旋弛豫和扩散过程，电子能级具有时间依赖性。电子限制势是具有弛豫的扩散方程的解。对电子能级随时间变化的实验研究，将有助于获得更多有关固体中核自旋相互作用的信息。

门控双量子点中的动态核自旋极化和Zamboni效应

Dynamical nuclear spin polarization and the Zamboni effect in gated double quantum dots

研究了门控双点系统中的动态核极化方案。我们证明，一个小的偏振（$\sim 0.5%$）是足够的，以提高两个数量级的单重态衰减时间。这种增强归因于两个点中的核库之间的平衡过程，伴随着由电子-核自旋超精细相互作用介导的Overhauser场的波动减少。

双量子点中动态核极化的多稳态和自旋扩散增强寿命

Multistability and spin diffusion enhanced lifetimes in dynamic nuclear polarization in a double quantum dot

控制量子点中的核自旋对于探索量子点的多体动力学和开发量子点的量子信息处理前景至关重要。我们提出了一个独特的组合动态核自旋极化和电偶极子诱导自旋共振的静电定义的双量子点（DQD）暴露在两个芯片上的纳米磁体的强烈不均匀的领域。我们的实验提供了对核自旋极化分布的直接和无与伦比的访问，并使我们能够建立和表征多个固定点。此外，我们证明了极化的DQD环境的核自旋扩散显着稳定的DQD内的核自旋。

核自旋系综中热极化区与统计极化区之间的边界

Boundary between the thermal and statistical polarization regimes in a nuclear spin ensemble

随着系综中自旋数目的减少，其极化的统计涨落最终超过平均热极化。这种转变现在已经在最近的一些核磁共振实验中被超越，这些实验实现了纳米级的检测体积。在这里，我们使用磁共振力显微镜测量KPF 6样品中的纳米级核自旋集合。特别是，我们调查的制度之间的过渡为主的热和统计核极化。两种类型的偏振之间的比率提供了对检测到的系综中的自旋数量的测量。

Dipole-like dynamical nuclear spin polarization around a quantum point contact

We theoretically investigate the dynamical nuclear spin polarization in a quantum point contact (QPC) at finite magnetic field. We find that when the QPC is tuned to be spin selective, at the conductance of e^2/h, a finite bias induces a dipole-like (spatially anti-symmetric) nuclear polarization: at the QPC center the polarization is zero, while, for GaAs parameters, the nuclear spins down (up) are induced on the source (drain) side. We predict that the dipole-like polarization pattern can be distinguished from a uniform polarization due to a qualitatively different response of the QPC conduc…

GaAsN核自旋极化的室温光学操纵

Room temperature optical manipulation of nuclear spin polarization in GaAsN

基于自旋过滤缺陷中电子与核自旋之间的超精细相互作用和塞曼相互作用，采用主方程方法，从实验和理论两方面研究了超精细相互作用对GaNAs合金室温缺陷自旋过滤效应的影响.我们发现，核自旋极化可以通过导带电子的光致自旋极化进行调谐。

面内磁场中量子点接触的核极化

Nuclear Polarization in Quantum Point Contacts in an In-Plane Magnetic Field

当面外磁场产生自旋极化的量子霍尔边缘态时，GaAs量子点接触（QPC）中通常会产生核自旋极化，并且偏压通过电子-核触发器散射驱动边缘态之间的跃迁。在这里，我们报告了一个类似的效果QPC在平面内磁场，电流自旋极化，但边缘状态没有形成。核极化引起的直流输运特性的滞后，与弛豫时间尺度约100秒。异常QPC电导特征对核极化的依赖性提供了一个有用的测试它们的自旋敏感性。

利用量子点中的非均匀核极化的高保真量子存储器

High-fidelity quantum memory utilizing inhomogeneous nuclear polarization in a quantum dot

我们数值研究了在半导体量子点中实现的量子存储器的编码和检索过程，重点研究了非均匀极化核自旋的效应，其极化依赖于局域超精细耦合强度.我们发现，量子存储器的性能显着改善的非均匀核极化，相比均匀的。此外，原子核极化分布越窄，量子存储器的性能越好。通过仔细研究编码过程中各个核自旋的熵变化，我们将性能的提高归因于高度极化和强耦合核自旋的充分利用。我们的结果为在量子点中实现量子存储器提供了新的思路。

双量子点中的多核极化态

Multiple Nuclear Polarization States in a Double Quantum Dot

在电子自旋共振条件下，我们在双量子点中观察到多个稳定的核极化态。在强驱动的极限下，可以在每个点的极化的详细理论速率方程模型内理解稳定状态。该模型还捕捉到数据的不寻常特征，例如快速切换和极化的“错误”符号。报告的结果使这种极化效应的应用，包括操纵和控制的核领域。

双量子点中核自旋的自极化和动力学冷却

Self-Polarization and Dynamical Cooling of Nuclear Spins in Double Quantum Dots

在自旋阻塞的电子输运机制下，预测了双量子点的自发核极化。当单重态和三重态电子能级被原子核的有效超精细场作用于电子而共振时，零极化态的不稳定性导致极化。核自旋一旦极化，就像一个冷水浴，将电子冷却到晶格（声子）温度以下。我们估计相关的时间尺度，并讨论观察这些现象所需的条件。

Dynamic nuclear spin polarization induced by Edelstein effect at Bi(111) surfaces

Nuclear spin polarization induced by hyperfine interaction and the Edelstein effect due to strong spin-orbit interaction is investigated by quantum transport in Bi(111) thin film samples. The Bi(111) films are deposited on mica by van der Waals epitaxial growth. The Bi(111) films show micrometer-sized triangular islands with 0.39 nm step height, corresponding to the Bi(111) bilayer height. At low temperatures a high current density is applied to generate a non-equilibrium carrier spin polarization by the Edelstein effect at the Bi(111) surface, which then induces dynamic nuclear polarization b…

通过光学相干布居俘获和动态核极化的相互作用稳定半导体电子周围的核自旋

Stabilizing nuclear spins around semiconductor electrons via the interplay of optical coherent population trapping and dynamic nuclear polarization

我们的实验演示了如何相干布居捕获（CPT）在GaAs中的施主束缚电子自旋的结果在自主反馈，准备稳定的状态，为周围的电子的自旋极化的核。CPT是通过用两束激光激发到束缚激子态来实现的。对电子系综CPT谱特征的透射研究直接揭示了制备核自旋态的统计分布。将激光驱动从蓝色调谐到红色失谐驱动从一个稳定状态到两个稳定状态的转变。我们的研究结果对动态核自旋极化方案、中心自旋问题和自旋相干控制等方面的研究具有重要意义。

自旋阻塞双点中的选择性动态核自旋极化

Selective Dynamic Nuclear Spin Polarization in Spin-Blocked Double-Dot

研究了自旋阻塞双量子点系统中超精细相互作用引起的动态核自旋极化机制。我们计算了超精细跃迁率，并求解了核自旋的主方程。具体来说，我们将由于掺杂引起的局部晶格畸变和应变的核四极耦合的影响。我们的结果表明，由5%的铟替代诱导的核四极耦合可以用来解释最近的实验观察到的自旋阻塞双点中丢失的砷NMR信号。

双量子点中的动态核极化

Dynamic Nuclear Polarization in Double Quantum Dots

从理论上研究了GaAs双电子量子点中晶格核自旋的受控动态极化。三个制度的长期动力学，包括建立一个很大的差异在Overhauser领域的点，饱和的核极化过程与形成所谓的“暗态”，和消除的差异领域。我们发现，在不平等的点的情况下，建立的差场一般伴随着核极化过程，而几乎相同的点，建立的差场竞争与极化饱和在黑暗状态。差场的消除一般不对应于偏振过程的稳定稳态。

最简单赝自旋量子霍尔铁磁体中的动态核极化和核磁共振

Dynamic Nuclear Polarization and Nuclear Magnetic Resonance in the Simplest Pseudospin Quantum Hall Ferromagnet

本文研究了倾斜磁场作用下具有大g因子的InSb二维电子气中最简单的赝自旋量子霍尔铁磁体的动态核极化。在大电流下，DNP引起的QHF的电阻尖峰的幅度变化使得能够观察到具有九个四极分裂的高核自旋同位素115 In的连续检测的核磁共振。我们的结果证明了域结构在DNP过程中的重要性。在这个QHF的核自旋弛豫时间T1是相对较短的（~ 120 s），几乎与温度无关。

利用单对电子的动态核极化

Dynamic nuclear polarization using a single pair of electrons

我们观察动态核极化在GaAs双点系统中使用两个电子，从来没有与水库交换。通过周期性地将系统带到混合点，在该混合点处，单重态和三重态T+态是简并的，我们观察到过量极化被建立。令人惊讶的是，泵送程序是最有效的总占空比时，等于的Ga和As核的拉莫尔进动时间的倍数。激发极化对应于底层核系统的冷却。在混合点的停留时间的依赖性被发现是非单调的。

半导体量子点中自旋轨道和超精细相互作用对动态核极化的影响

Interplay of spin-orbit and hyperfine interactions in dynamical nuclear polarization in semiconductor quantum dots

本文从理论上研究了$(S)$ -$(T_+)$三重态反交叉附近的双电子半导体双量子点中自旋轨道相互作用和超精细相互作用对动态核极化的影响。研究中的方案的目标是通过动态地将极化从电子自旋转移到核自旋来延长单线态$(S)$ -三线态$(T_0)$量子比特退相干时间$T_2^{*}$。这种极化转移是通过使电子自旋在$S-T_+$反交叉上循环来实现的。在这里，我们调查，定量和定性，如何超精细介导的动态极化转移的Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的影响。除了$T_2^*$，我们还确定了单重态返回概率$P_s$，这是一个可以在实验中测量的量。我们的研究结果表明，自旋轨道相互作用建立了一种机制，可以在相反的方向上的超精细介导的核自旋极化相比，核自旋。在具有相对强的自旋-轨道耦合的材料中，自旋-轨道和超精细介导的核自旋极化的这种相互作用防止了$S-T_0$量子位退相干时间$T_2^{*}$的任何显著增加。

量子霍尔效应击穿区核自旋的电极化

Electrical polarization of nuclear spins in a breakdown regime of quantum Hall effect

我们发展了一种计算量子霍尔系统中核自旋极化的方法。在奇整数量子霍尔效应（QHE）的击穿机制中，电子被激发到自旋极性相反的朗道子带上，通过超精细相互作用使核自旋动态极化.极化的核自旋反过来加速QHE击穿，导致量子霍尔导体的滞后电压-电流特性。

核四极相互作用对量子点中电子-核自旋系统极化的稳定效应

Stabilizing effect of nuclear quadrupole interaction on the polarization of electron-nuclear spin system in a quantum dot

核四极相互作用扩展了超精细相互作用对量子点中电子和原子核自旋相干性的限制。应变诱导核四极相互作用抑制了自组织InP/InGaP量子点中的核自旋翻转，使零场动态核极化成为可能。有效核磁场的方向在空间上是固定的，从而淬灭了量子点中电子自旋的磁去极化。对于非极化核的情况，四极相互作用也抑制了零场电子自旋退相干。这些结果为纳米结构中核四极相互作用的作用提供了新的视角：它延长了电子-核系统的自旋记忆。

二维过渡金属硫族化合物中谷极化与动态核极化的相互作用

Interplay of valley polarization and dynamic nuclear polarization in 2D transition metal dichalcogenides

本文揭示了TMDs中超精细相互作用通过自旋谷电流产生动态核极化并反馈饱和极化的机制，提出了通过反常霍尔电流检测该效应的实验方案。

量子点共振laser谱中的动态核自旋极化

Dynamic nuclear spin polarization in resonant laser spectroscopy of a quantum dot

自组装量子点中最低能量激子跃迁的共振光激发导致核自旋极化，这与众所周知的光学取向现象有质的不同。通过一系列的实验，我们证明了在有限的外磁场作用下，量子点中的原子核自旋极化可以将较高能量的塞曼跃迁锁定在驱动激光场上，也可以避免较低能量的塞曼跃迁的共振条件.我们解释我们的研究结果的基础上的动态核自旋极化起源于非共线超精细相互作用，并找到一个很好的协议之间的实验结果和理论模型。

P-shell carriers assisted dynamic nuclear spin polarization in single quantum dots at zero external magnetic field

Repeated injection of spin polarized carriers in a quantum dot leads to the polarization of nuclear spins, a process known as dynamic nuclear spin polarization (DNP). Here, we report the first observation of p-shell carrier assisted DNP in single QDs at zero external magnetic field. The nuclear field - measured by using the Overhauser shift of the singly charged exciton state of the QDs - continues to increase, even after the carrier population in the s-shell saturates. This is also accompanied by an abrupt increase in nuclear spin buildup time as p-shell emission overtakes that of the s-shell…

Observation of magnetic-field-sweep-direction-dependent dynamic nuclear polarization under periodic optical electron spin pumping

Optical pump-probe techniques are used to generate and measure electron spin polarization in a gallium arsenide epilayer in which the electron spin coherence time exceeds the mode-locked laser repetition period. Resonant spin amplification occurs at magnetic fields at which the electron spin polarization excited by successive laser pulses add constructively. Measurements of Kerr rotation as a function of applied magnetic field reveal nuclear spin polarization that aligns either with or against the external magnetic field depending on whether the applied magnetic field is being decreased or inc…

Dynamic Nuclear Polarization by optical Stark effect in periodically-pumped gallium arsenide

Optical pump-probe time- and magnetic-field-resolved Kerr rotation measurements provide a window into the mechanisms that generate dynamic nuclear polarization in bulk gallium arsenide. Previously, we have reported an unexpected dependence of the direction of the nuclear polarization on the sweep direction of the applied external magnetic field. In this paper, we present numerical calculations based on a model for this nuclear polarization due to the optical orientation and optical Stark effect produced by a train of ultrafast optical pulses. We demonstrate the correspondence of the model to o…

ZnSe中氟束缚电子自旋的螺旋度调制光激发引起的非均匀核自旋极化

Inhomogeneous nuclear spin polarization induced by helicity-modulated optical excitation of fluorine-bound electron spins in ZnSe

利用施主束缚激子共振激发的时间分辨克尔旋转研究了掺氟ZnSe外延层中的光致核自旋极化。用螺旋度调制的激光脉冲激发导致横向核自旋极化，这被检测为施主束缚电子自旋的拉莫尔旋进频率的变化。依赖于横向磁场的频移表现出明显的弥散状形状，其在组分锌和硒同位素的核磁共振场处具有共振。它被研究作为外部参数的函数，特别是恒定和射频外部磁场。共振的宽度和它的形状表明在氟供体附近的核自旋极化的强烈的空间不均匀性。基于施主束缚电子的非均匀Knight场驱动共振核自旋冷却的概念，提出了一种光致核自旋极化机制。

分数量子霍尔体系中的动态核极化

Dynamic Nuclear Polarization in the Fractional Quantum Hall Regime

本文研究了整数和分数量子霍尔机制下量子点接触中的动态核极化。在施加直流偏压后，QPC中的分数平台对称地移动到最低朗道能级的一半，ν=1/2，这表明了复合费米子的解释。在不同填充因子下的极化和探测表明，诱导核极化降低了塞曼能量。从整数到分数的映射效应扩展了复合费米子图像，包括超精细耦合。

利用单畴纳米磁体在门控量子点中实现大的核自旋极化

Large nuclear spin polarization in gate-defined quantum dots using a single-domain nanomagnet

电子-核（超精细）相互作用是固态系统中自旋量子比特的核心。它可以是一个严重的退相干源，但也允许动态访问核自旋态。我们研究了一个双量子点暴露在芯片上的单畴纳米磁体，并表明其不均匀的磁场至关重要地修改复杂的核自旋动力学，使Overhauser场往往补偿外部磁场。这对极化核自旋系综是有益的。我们达到了~ 50%的核自旋极化，无与伦比的横向点，并解释我们的操纵技术，使用一个全面的速率方程模型。

量子点中原子核自旋的电压选择性双向极化和相干旋转

Voltage-Selective Bi-directional Polarization and Coherent Rotation of Nuclear Spins in Quantum Dots

我们提出并证明了GaAs双量子点中主晶格的核自旋可以在两个相反方向中的任何一个方向上被强极化，即平行于或反平行于外磁场。通过调整器件的直流源极-漏极电压，可以简单地选择方向。这种核极化通过在泡利自旋封锁状态下重复控制的电子-核自旋散射来表现。极化核也可通过核磁共振（NMR）进行相干控制。这项工作证实了量子点中的核自旋确实是长寿命的量子态，其相干时间高达1 ms，并且可能是用于量子信息处理的有前途的资源，例如用于电子自旋量子比特的量子存储器。

整数量子霍尔效应击穿区的动态核极化和Knight位移测量

Dynamic nuclear polarization and Knight shift measurements in a breakdown regime of integer quantum Hall effect

核自旋在奇整数量子霍尔效应（QHE）的击穿机制中被电极化。电子激发到具有相反自旋极性的上朗道子带，通过超精细相互作用翻转核自旋。极化核自旋降低了自旋分裂能，加速了QHE击穿。在射频磁场的照射过程中，也可以通过调整电子密度来测量核自旋的奈特位移。

半导体量子点中核自旋极化的量子极限

Quantum limit for nuclear spin polarization in semiconductor quantum dots

最近的一个实验[E。A. Chekhovich等人，物理修订版信函104，066804（2010）]已经证明，通过利用重空穴和三电子态之间的光学禁戒跃迁，可以在自组装量子点中实现高核自旋极化。然而，一个完全极化的状态并没有达到预期的经典速率方程。在这里，我们从理论上研究这个问题的帮助下的量子主方程，我们证明，一个完全极化的状态不能实现由于形成的核暗态。此外，我们发现最大偏振度依赖于量子点的结构特性。

量子Hall Corbino盘中的动态核极化

Dynamic Nuclear Polarization in a Quantum Hall Corbino Disk

研究了在量子霍尔效应（QHE）击穿状态下，Corbino盘中核自旋的电极化。由于在Corbino盘中完全不存在边缘沟道，我们得出结论，量子霍尔导体的体沟道中流动的电流与动态核极化（DNP）有关。泵浦和探针测量表明，DNP出现在QHE击穿的临界电压附近。DNP的起始电压与QHE击穿的起始电压的一致性表明DNP的潜在起源与QHE击穿的起源密切相关。

纳米级GaAs样品中统计核自旋极化的测量

Measurement of statistical nuclear spin polarization in a nanoscale GaAs sample

我们用磁共振力显微镜测量了亚微米（0.6 μ m^3）GaAs粒子中四极核自旋的统计极化。从GaAs晶片上切下晶体样品，并使用聚焦离子束技术将其附着到微机械悬臂梁力传感器上。核磁共振的实验是在含有小于5 x 10^8个核自旋的系综上进行的，在GaAs中占据的体积约为（300 nm）^3，在未来的实验中可能会减小体积。我们将讨论如何进一步减少这种检测体积将使自旋系综进入一个政权，随机自旋波动，而不是玻尔兹曼极化，占主导地位的动态。因此，GaAs中统计极化的检测代表了在纳米尺度上III-V族材料的3D磁共振成像的重要的第一步。

Microwave-free dynamic nuclear polarization via sudden thermal jumps

Dynamic Nuclear Polarization (DNP) presently stands as the preferred strategy to enhance the sensitivity of nuclear magnetic resonance measurements, but its application relies on the use of high-frequency microwave to manipulate electron spins, an increasingly demanding task as the applied magnetic field grows. Here we investigate the dynamics of a system hosting a polarizing agent formed by two distinct paramagnetic centers near a level anti-crossing. We theoretically show that nuclear spins polarize efficiently under a cyclic protocol that combines alternating thermal jumps and radio-frequen…

共振laser激发与双向量子点核自旋极化的汇合

Confluence of resonant laser excitation and bi-directional quantum dot nuclear spin polarization

共振激光散射和光子相关测量已经确定了量子点的原子性质。在这里，我们提出的测量，挑战这种识别的实验参数范围很广：我们在超过1特斯拉的磁场中测量的吸收线形表明，核自旋的数量，确保锁定的量子点共振的入射激光频率。与早期的实验相反，这种核自旋极化是双向的，允许电子+核自旋系统在量子点共振的两侧动态地跟踪激光频率的变化。我们的测量结果表明，激光激发和核自旋极化的汇合抑制了共振吸收信号的波动。主方程分析表明核Overhauser场方差变窄，指向量子信息处理中的潜在应用。

量子点中相干动态核极化理论

The theory of coherent dynamic nuclear polarization in quantum dots

考虑了在外加磁场和自旋轨道相互作用下，双量子点中两个电子的动态核自旋极化（DNP）.通过半经典地处理这个问题，我们发现，一般的DNP有两个不同的贡献-几何极化和动态极化，这有不同的依赖于控制参数，如扫描速率和等待时间在每个周期。这两项都显示出对这些控制参数的非平凡依赖性。我们发现，即使对于小的自旋轨道项，动力学极化占主导地位的DNP在S-T+避免交叉附近存在一个长的等待期，核拉莫尔旋进周期的顺序。一个具体的控制制度的详细数值分析可以解释由Foletti等观察到的振荡。al.~ arXiv：0801.3613。

双量子霍尔体系中的量子抽运和原子核极化

Quantum Pumping and Nuclear Polarization in the Integer Quantum Hall Regime

我们研究了填充因子为$ν= 2$（最低朗道能级的2个自旋分裂能级）的量子霍尔机制中的二维电子气中的电荷泵。对于匹配塞曼能量分裂的泵浦频率，量子泵浦与电子和核之间的超精细相互作用一起诱导自旋分裂能级之间的跃迁。这些导致泵浦电流的阶梯状变化和原子核的极化。我们对两者进行了定量预测。我们的模型提供了第一个定量的工具来控制和测量的2DEG中的局部核极化的量。

GaAs侧向双量子点中动态核自旋极化引起的滞后输运的观测

Observation of Hysteretic Transport Due to Dynamic Nuclear Spin Polarization in a GaAs Lateral Double Quantum Dot

我们报道了GaAs横向双量子点中一种新的输运特性，这种输运特性只在磁场扫描时才出现，并且由于动态核自旋极化（DNP）而显示出磁滞现象。这种DNP信号出现在库仑阻塞制度凭借有限的点间隧道耦合和起源于自旋三重态和单线态的基态之间的交叉广泛用于核自旋操纵脉冲门实验。出乎意料的大信号强度暗示了两个点之间的不平衡DNP，这开辟了通过DC输运控制电子和核自旋状态的可能性。

量子霍尔效应中局域核极化的电读出

Electrical read-out of the local nuclear polarization in the quantum Hall effect

证明了在量子霍尔效应中电子和原子核之间自旋交换的“触发器”机制是可以逆转的。我们使用一个样本的几何形状，它利用单独接触的边缘状态，建立一个本地核自旋极化-接近可实现的最大值-通过驱动不同自旋方向的电子状态之间的电流。当外部施加的电流被切断时，样品表现出高达十分之几meV的输出电压，其以典型的核自旋弛豫的时间常数衰减。具有局部核自旋极化的样品可以作为能量源，并且该能量远高于核塞曼分裂，这一令人惊讶的事实由一个简单的模型来解释，该模型考虑了局部Overhauser位移对边缘状态重建的影响。

Nuclear spin dynamics influenced and detected by electron spin polarization in CdTe/CdMgTe quantum wells

Nuclear spin coherence and relaxation dynamics of all constituent isotopes of an n-doped CdTe/(Cd,Mg)Te quantum well structure are studied employing optically detected nuclear magnetic resonance. Using time-resolved pump-probe Faraday ellipticity, we generate and detect the coherent spin dynamics of the resident electrons. The photogenerated electron spin polarization is transferred into the nuclear spin system, which becomes polarized and acts back on the electron spins as the Overhauser field. Under the influence of resonant radio frequency pulses, we trace the coherent spin dynamics of the …

Spin polarization recovery and Hanle effect for charge carriers interacting with nuclear spins in semiconductors

We report on theoretical and experimental study of the spin polarization recovery and Hanle effect for the charge carriers interacting with the fluctuating nuclear spins in the semiconductor structures. We start the theoretical description from the simplest model of static and isotropic nuclear spin fluctuations. Then we describe the modification of the polarization recovery and Hanle curves due to the anisotropy of the hyperfine interaction, finite nuclear spin correlation time, and the strong pulsed spin excitation. For the latter case, we describe the resonance spin amplification effect in …

量子霍尔态电控核自旋极化和弛豫

Electrically-Controlled Nuclear Spin Polarization and Relaxation by Quantum-Hall states

我们研究电子和核自旋之间的相互作用，通过使用电阻（Rxx）峰附近的填充因子n = 2/3作为探针。通过使用门暂时将n调整为不同的值ntemp，Rxx峰值在ntemp = 1的两侧迅速松弛。这是由于Skyrmions增强了核自旋弛豫，并证明了核自旋在n = 2/3附近的输运异常中的主导作用。我们还观察到n = 1/2和3/2附近核自旋弛豫的额外增强，这表明存在部分极化复合费米子的费米海。