Hole Spin Helix: Anomalous Spin Diffusion in Anisotropic Strained Hole Quantum Wells
在应变和各向异性的影响下，得到了二维重空穴气体的自旋-轨道相互作用和自旋-电荷耦合输运方程。我们表明，一个简单的两带哈密顿量可以用来描述的洞。除了众所周知的立方空穴自旋轨道相互作用，各向异性导致Dresselhaus项，应变导致Rashba项。我们发现应变可以引起自旋上下空穴费米面对称性的移动。我们预测了一个增强的自旋寿命与自旋螺旋驻波类似的持久性自旋阻碍存在于二维电子气具有相等的Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用。这些结果可能是有用的自旋为基础的实验测定的Luttinger参数的价带哈密顿量和创造长寿命的自旋激发。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall
Spontaneous Emergence of Persistent Spin Helix from Homogeneous Spin Polarization
我们证明了在Bychkov-Rashba自旋轨道耦合存在下，一维有限长度结构中的均匀自旋极化自发地朝着持久的自旋螺旋衰减。基于自旋漂移扩散方程到复场热方程的映射，提出了一种新的方法来分析自旋螺旋态的形成。这种显著不同且简单的方法允许产生稳健的自旋结构，其性质可以通过自旋轨道相互作用的强度和/或结构的长度来调节。我们推广了我们的结果为二维的情况下，预测形成持久的自旋螺旋在二维通道从均匀的自旋极化。
2011-01-31 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled Persistent Spin Helix State in Materials with Strong Spin-Orbit Interaction
在具有自旋-轨道相互作用（SOI）的层状半导体中，如果Rashba和Dresselhaus SOI项的α和β的强度相等，则预期具有抑制的自旋弛豫的持续自旋螺旋（PSH）状态。在这里，我们展示了门控和检测的PSH在二维电子系统与强大的SOI包括条款立方动量。我们考虑了无应变InGaAs/InAlAs量子阱，首先通过测量自旋电流效应和循环光电流效应确定了非栅结构的α/β ~ 1。在门调整Rashba SOI强度的互补磁输运实验中，然后，我们监测到从弱反局域化通过弱本地化弱反局域化，其中弱本地化的出现反映了PSH型状态的完整交叉。相应的数值分析表明，这样的PSH型状态确实普遍存在，即使在强立方SOI的存在下，但不再在α = β。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Diffusive-Ballistic Crossover and the Persistent Spin Helix
传统的输运理论侧重于扩散或弹道制度，忽略了两者之间的交叉区域。在自旋-轨道耦合的存在下，输运方程仅在自旋旋进角很小的扩散区是已知的。本文发展了一个适用于特殊SU（2）对称自旋轨道耦合系统的扩散-弹道交叉的半经典输运理论。该理论也是有效的，在物理上有趣的制度，自旋进动角是大的。我们得到了具有自旋轨道耦合的二维和三维样品的密度和自旋结构因子的精确表达式。
2007-08-27 cond-mat.mes-hall
Dynamics of a localized spin excitation close to the spin-helix regime
本文从理论上研究了（001）受限二维电子气在类似强度的Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用下局域自旋激发的时间演化，并与实验数据进行了比较。具体而言，初始自旋极化的有限空间扩展的后果进行了研究，为非平衡Rashba和Dresselhaus条款和有限立方Dresselhaus自旋轨道相互作用。我们表明，最初的面外自旋极化演变成螺旋自旋模式的波数，逐渐接近值$q_0$的持续自旋螺旋模式。除了与自旋-轨道不平衡和立方Dresselhaus项成比例的自旋极化的指数衰减之外，自旋激发的有限宽度$w$通过在较长时间接近$\exp(-q_0^2 w^2/2)$的因子降低自旋极化。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall
Long-Range Spin-Triplet Helix in Proximity Induced Superconductivity in Spin-Orbit-Coupled Systems
我们研究了自旋轨道耦合系统中的邻近感应三重态超导电性，发现感应三重态超导电性的\textbf{d}矢量发生进动，这种进动可以通过改变Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相对强度来控制.特别是，当这两个自旋轨道耦合具有相等的强度时，预测了长程自旋三重螺旋。我们还研究了约瑟夫森结的几何形状，并表明0和$π$结之间的过渡可以通过控制与栅极电压的自旋轨道耦合。提出了一个实验装置来验证这些效果。相反，这些效应的观察可以作为三重态超导性的直接确认。
2014-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Geometric spin-orbit coupling and chirality-induced spin selectivity
本文报道了一种新的自旋轨道耦合（SOC）--几何SOC.从弯曲空间的相对论理论出发，导出了嵌入平坦三维空间的一般曲线上的有效非相对论哈密顿量.几何SOC是$O(m^{-1})$，其中$m$是电子质量，因此比$O(m^{-2})$的常规SOC大得多。能量尺度估计为100毫电子伏的纳米级螺旋。我们在耦合螺旋模型中计算了电流诱导的自旋极化，作为手性诱导的自旋选择性的代表。我们发现，它取决于螺旋的手性和$0.01 \hbar$每${\rm nm}$的顺序时，$1~{\rm μA}$的充电电流施加。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall
Simple spin-orbit based devices for electron spin polarization
我们提出了具有自旋轨道耦合（但没有磁场或磁性材料）的量子器件，当连接到引线时，产生高度的透射电子极化。这种简单装置的一个例子是在由几个连续梯级耦合的两个1D链组成的紧束缚模型中处理的（即，阶梯）并经受栅极电压。随后的散射问题（与Rashba自旋轨道耦合）得到解决，并预测一个相当大的极化。当梯子被扭曲成螺旋（如DNA）时，曲率能量增加了极化。对于具有随机自旋轨道耦合的系统，极化分布是宽的，因此在给定的无序实现的测量中可以获得高的极化度。当在双螺旋结构中发生无序时，则取决于散射能量，偏振分布的方差可以由于螺旋曲率而甚至进一步增加。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall
Suppressed decay of a laterally confined persistent spin helix
我们实验研究了2至80 μ m宽的蚀刻GaAs线结构中持续自旋螺旋的动力学。利用高空间分辨率的磁光克尔旋转，我们确定了自旋螺旋的寿命。在将自旋极化局部注入到线中之后的几纳秒，与二维情况相比，极化被强烈增强。这主要归因于向一维扩散的过渡，强烈抑制了自旋极化的扩散稀释。螺旋模的本征寿命仅微弱增加，这表明沟道限制只能部分抑制立方Dresselhaus自旋轨道相互作用。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall
Evolution of the persistent spin helix in the presence of Hartree-Fock fields
本文导出了一阶电子-电子相互作用产生的包含Hartree-Fock场的自旋-轨道耦合二维电子气的自旋扩散方程。我们发现，持久的自旋螺旋，出现相等的线性Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的寿命，可以大大提高大初始自旋极化由于Hartree-Fock场。其原因是Hartree-Fock场降低了三次Dresselhaus散射率。还产生更高的谐波，并且持续自旋螺旋的偏振旋转出（Sy，Sz）平面，获得有限的Sx分量。当立方Dresselhaus自旋轨道相互作用较大时，这种效应变得更加明显。
2013-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced longevity of the spin helix in low-symmetry quantum wells
在半导体中，自旋织构的集体激发由于D 'yakonov-Perel自旋弛豫而衰减得相当快。后者来自自旋轨道耦合，其诱导依赖于波矢的自旋旋转，结合随机无序散射，产生自旋退相干。然而，在某些条件下发生的对称性可以防止特定的均匀和非均匀自旋织构的弛豫。不均匀的自旋织构，被称为持久的自旋螺旋，是特别有吸引力的，因为它使我们能够操纵自旋取向，同时保持长的自旋寿命。最近，有人预测，如果至少两个生长方向的米勒指数在模量上一致，并且Rashba和线性Dresselhaus自旋轨道耦合的系数适当匹配，则可以在zinc-zinc二维电子气中实现这种对称性[PRL 117，236801（2016）]。在本文中，我们系统地分析了破坏立方Dresselhaus自旋轨道耦合，这一般共存于这些系统中，对新兴的自旋螺旋相对于生长方向的稳定性的影响。我们发现，作为定向和由立方Dresselhaus项引起的有效磁场强度之间的相互作用，自旋弛豫对于可以由[225]晶格矢量很好地近似的低对称性生长方向是最弱的。与[001]取向的电子气体相比，这些量子阱产生30%的自旋螺旋寿命增强，并且值得注意的是，需要可忽略的Rashba系数。相应的自旋螺旋的旋转轴只是稍微倾斜出量子阱平面。这使得自旋螺旋动力学的实验研究容易获得传统的光学自旋取向测量，其中自旋被激发和检测沿量子阱生长方向。
2020-06-13 cond-mat.mes-hall
Relaxation mechanisms of the persistent spin helix
我们研究了半导体量子阱中具有相等的Rashba-和线性Dresselhaus自旋轨道相互作用的持续自旋螺旋的寿命。为了解决相关的自旋弛豫机制的温度依赖性，我们推导并求解半经典自旋扩散方程，考虑到自旋相关的杂质散射，立方Dresselhaus自旋轨道相互作用和电子-电子相互作用的影响。对于实验相关的制度，我们发现，持续自旋螺旋的寿命主要是由立方Dresselhaus自旋轨道相互作用和电子-电子相互作用的相互作用。我们建议，甚至更长的寿命可以通过产生一个空间阻尼的自旋配置文件，而不是持久的自旋螺旋状态。
2011-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Phase diagram of the interacting persistent spin-helix state
我们研究了具有相等Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相互作用二维电子气（2DEG）的相图，弱耦合产生了众所周知的持续自旋螺旋相。我们使用类似于Phys.Rev.B 96，235425（2017）中使用的经典Monte-Carlo方法构建完整的Hartree-Fock相图。对于只有Rashba自旋轨道耦合的2DEG，发现在Wigner-Seitz半径rs的中间值处，系统的特征在于具有面外自旋极化的单个费米表面，而在rs的稍大的值处，它经历到具有移位费米表面和面内自旋极化的状态的转变。各种相变是一阶的，这表现在电导率的不连续性和面内极化相的各向异性电阻的出现。在这项工作中，我们表明，面外自旋极化区的Dresselhaus自旋轨道相互作用的强度增加，并完全消失时，Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合强度相等。在这一点上，该系统可以映射到没有自旋轨道耦合的2DEG上，并且该变换揭示了具有超过rs > 2.01的单个位移费米表面的平面内自旋极化相的存在。经典的蒙特卡罗模拟证实了这一点。我们讨论了实验观察和有用的应用程序的新阶段，以及使用经典的蒙特卡罗方法的注意事项。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall
Non-local effect of a varying in space Zeeman field on the supercurrent and helix state in a spin-orbit-coupled s-wave superconductor
弱平行塞曼场与自旋轨道耦合可以在s波二维超导体中感应出超电流。同时，这种系统的热力学平衡态的特征在于螺旋相，其中序参量在空间中变化为$\exp(i\mathbf{Qr})$。在这种状态下，由塞曼相互作用引起的电流正好被有序参数梯度产生的电流所抵消。我们研究的螺旋状态和磁电电流的相互作用的情况下，在空间塞曼场的变化，因为它可能会实现在混合异质结构的磁性和超导层。理论分析是基于Usadel方程的格林函数在肮脏的超导体。结果表明，即使是一个弱的不均匀性产生了强烈的长程效应的磁电流和序参量相位。因此，取决于这种不均匀性的宏观形状，实现具有零超电流的螺旋状态或具有有限超电流的局部均匀状态。这两种极端情况的混合也是可能的。它还表明，电流可以在一个大的距离从嵌入到超导体的铁磁岛感生。本文对多连通系统中与磁电效应有关的量子效应作了简要的讨论。该理论为自旋轨道耦合超导体中磁电效应与螺旋相位的相互作用提供了新的观点。它还提出了一个有趣的方法，允许耦合超导和磁路。
2016-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single-particle theory of persistent spin helices in two-dimensional electron gas: the general approach for quantum wells with different growth direction
本文对具有自旋轨道耦合的二维电子系统中的持续自旋螺旋进行了详细的理论研究。为此，我们考虑了一个单粒子有效质量哈密顿量与广义线性k自旋轨道耦合项对应的量子阱生长在一个任意的晶体方向，并推导出形成持久的自旋螺旋的一般条件。应用于描述具有不同生长方向的量子阱的哈密顿量的这个条件表明，除了具有相等Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合强度的[001]模型和[110] Dresselhaus模型之外，在广泛的一类2D系统中存在持续自旋螺旋的可能性。此外，我们采用平移算子形式主义的空间分辨自旋密度的分析计算和可视化的持续自旋螺旋图案。
2016-10-17 cond-mat.mes-hall
Control of Spin Helix Symmetry in Semiconductor Quantum Wells by Crystal Orientation
我们研究了一般晶体取向的n掺杂锌半导体量子阱中由于Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相互作用而保持自旋对称性的可能性。它表明，一个保守的自旋算子可以实现当且仅当至少有两个增长方向的密勒指数在模量同意。相应的自旋-轨道场通常具有面内和面外分量，并且总是垂直于相应的持续自旋螺旋的位移矢量。我们还分析了高阶效应所产生的Dresselhaus长期，和我们的结果对弱（反）本地化校正的影响。
2016-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Chirality-dependent persistent spin current in single circular helix molecules
本研究通过磁场在圆形单螺旋分子中实现了依赖手性的持续自旋电流，发现其自旋轨道耦合可源于分子或基底，并能通过调节磁场方向实现平凡与非平凡手性持续自旋电流间的相变，为探索和控制CISS效应提供了新平台。
2023-09-11 cond-mat.mes-hall
Symmetry Breaking of the Persistent Spin Helix in Quantum Transport
我们利用相等的Rashba和线性Dresselhaus相互作用获得的高对称性自旋状态，推导出一个封闭形式的表达弱局域化的磁导率-在量子传输的自旋轨道耦合的典范签名。该理论的小参数是偏离由线性项的失配和立方Dresselhaus项引入的对称状态。在这个制度下，我们进行量子输运实验中的GaAs量子阱。顶栅和背栅允许Rashba和Dresselhaus项的独立调整，以探索公式适用的对称性破缺机制。我们提出了一个可靠的两步方法来提取所有的参数，适合新的表达式，获得良好的协议与最近的实验。这为新理论提供了实验证实，并将自旋轨道耦合推向新兴量子技术的强大资源。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall
Spin-Selective Transport of Electron in DNA Double Helix
在双链DNA中观察到高自旋选择性和长度依赖性自旋极化的实验[Science ${\bf 331}$，894（2011）]通过考虑自旋轨道耦合、环境诱导的退相和螺旋对称性的组合来阐明。我们发现，在双链DNA的自旋极化是显着的，即使在弱的自旋轨道耦合的情况下，而没有自旋极化出现在单链DNA。进一步研究了自旋极化的物理机制和参数依赖性。
2012-01-23 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
Persistent Spin Helix Manipulation by Optical Doping of a CdTe Quantum Well
时间分辨克尔旋转显微镜探讨了在[001]生长的CdTe量子阱在低温下的持久自旋螺旋的光掺杂的影响。电子自旋扩散动力学揭示了动量相关的有效磁场提供SU（2）自旋旋转对称性，符合动力学理论。Dresselhaus和Rashba的自旋轨道耦合参数提取独立旋转的自旋螺旋线与外部磁场施加平行和垂直于有效磁场。最重要的是，观察到一个不均匀的时空岁差模式。自旋扩散的动力学理论框架允许通过将光生载流子密度纳入Rashba（$α$）和Dresselhaus（$β_3$）参数来建模这一发现。相应的计算进一步验证了激发密度依赖的测量。这项工作显示了持久的自旋螺旋的普遍性，通过观察II-VI化合物和通过光学掺杂对其进行微调的能力。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall
Decay of Persistent Spin Helix due to the Spin Relaxation at Boundaries
本文研究了在Bychkov-Rashba自旋轨道耦合和边界自旋弛豫存在下，一维有限长结构中的电子自旋弛豫。使用自旋动力学方程的方法，我们制定的情况下，部分自旋极化损失的边界条件。利用这些边界条件导出了自旋漂移扩散方程的相应边界条件。后者解析求解的情况下，在一维有限长度结构的均匀自旋极化的弛豫。结果表明，自旋弛豫由三个阶段组成（在某些情况下为两个阶段）--初始的D 'yakonov-Perel'弛豫之后是自旋螺旋的形成和随后的衰变.给出了衰减时间的解析表达式，并通过蒙特卡罗模拟的结果支持了解析结果。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
Vanishing of interband light absorption in a persistent spin helix state
自旋-轨道耦合在不同材料的各种性质中起着重要的作用。此外，正在努力控制材料中自旋轨道耦合的程度和质量，同时控制输运性质。我们计算了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的系统中的频率依赖的光学电导率。我们发现，当线性Dresselhaus自旋轨道耦合被调谐为等于Rashba自旋轨道耦合时，带间光学电导消失。这被认为是SU（2）对称性恢复的标志。立方Dresselhaus自旋-轨道耦合的存在修改了载流子和速度算符的色散关系。因此，电导率被修改，但带间贡献保持抑制在最多，但不是所有的光子能量的立方耦合的合理幅度。因此，这种测量可以作为工程自旋轨道耦合的诊断探针。
2013-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Quantum metric senses a persistent spin helix
Indian Institute of Science（印度科学学院）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本文通过量子度量研究持久自旋螺旋的几何特性，揭示了自旋轨道耦合相等时的几何发散现象，并探讨了更高阶相互作用对量子度量的影响。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct mapping of the formation of a persistent spin helix: Supplementary information
锌半导体量子阱中的自旋-轨道相互作用（SOI）可以被设置为一个对称点，在该对称点处，螺旋自旋模式的自旋衰减被强烈抑制。这种持久的自旋螺旋（PSH）的签名已被探测使用瞬态自旋光栅技术，但它还没有能够观察到的形成和螺旋性质的PSH。在这里，我们直接映射到一个螺旋自旋模式的本地自旋激发扩散演化的时间和空间分辨的磁光克尔旋转技术。取决于其面内方向，外部磁场与自旋模式不同地相互作用，并且要么突出其螺旋性质，要么破坏SOI的SU（2）对称性，从而降低自旋寿命。所有相关的SOI参数的实验确定和确认与自旋扩散在SOI的存在下的数值模拟。
2012-09-21 cond-mat.mes-hall
Helical nuclear spin order in a strip of stripes in the Quantum Hall regime
我们研究了在一个弱耦合的相互作用量子线阵列模拟的量子霍尔制度的二维电子气中的核自旋效应。我们表明，在这种线的电子和核自旋之间的超精细相互作用的存在下，可以诱导一个相变，有序的电子和核自旋成螺旋线在每个线。电子-电子相互作用效应，在一维条纹内明显，将GaAs的转变温度提高到数十至数百毫开尔文。我们预测具体的实验签名的存在的核自旋顺序，例如在不同的量子霍尔平台之间的过渡系统的电阻率。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall
Emergence of the persistent spin helix in semiconductor quantum wells
根据Noethers定理，自然界中的每一种对称性都有相应的守恒定律。例如，相对于空间平移的不变性对应于动量守恒。在另一个众所周知的例子中，相对于电子自旋旋转的不变性，或SU（2）对称性，导致自旋极化守恒。对于固体中的电子，这种对称性通常会被自旋-轨道耦合打破，使自旋角动量流向轨道角动量。然而，最近有人预测，SU（2）可以在二维电子气中实现，尽管存在自旋轨道耦合。相应的守恒量包括称为持续自旋螺旋的螺旋自旋密度波的振幅和相位。SU（2）理论上是在两个主要的自旋轨道相互作用Rashba（强度用α表示）和线性Dresselhaus（β_1）的强度相等时实现的。这种对称性被预测对所有形式的自旋无关散射都是稳健的，包括电子-电子相互作用，但被立方Dresselhaus项（β_3）和自旋相关散射打破。当这些项可以忽略不计时，自旋信息传播的距离将随着α接近β_1而发散。本文通过独立调节α和β_1，实验观察到GaAs量子阱中持续自旋螺旋的出现。利用瞬态自旋光栅光谱，我们发现在对称点附近自旋寿命增加了两个数量级。
2009-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Control of Anisotropic Spin Transport and Spin Helix Dynamics in a Modulation-Doped GaAs Quantum Well
电子自旋输运和动力学研究在一个单一的，高迁移率，调制掺杂，GaAs量子阱使用超快双色克尔旋转显微光谱，自旋扩散和运输的定性动力学理论模拟的支持。自旋的演化受Dresselhaus体和Rashba结构反转不对称性支配，其表现为可以直接从实验相干自旋进动中提取的有效磁场。自旋旋进长度L-SOI被定义为在有效磁场中的一个完整旋进。观察到（a）面外电场的应用通过自旋-轨道耦合的Rashba分量改变自旋衰减时间和L-SOI，（b）面内磁场允许提取Dresselhaus和Rashba参数，以及（c）面内电场显著地修改L-SOI和扩散系数。虽然模拟再现了实验的主要特征，但后者的结果超过了相应的模拟，并扩展了先前对漂移电流依赖的自旋轨道相互作用的研究。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Spin-helix driven insulating phase in two dimensional lattice
受自旋轨道耦合系统中突现的$SU(2)$对称性的启发，我们研究了二维晶格中自旋螺旋驱动的绝缘相。当Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合都存在时，完美的费米面嵌套发生在特定的条件下，取决于晶格几何。在这种情况下，任何波矢$\vec{k}$处的上自旋能量都等价于$\vec{k}\!+\!\vec{Q}$处的下自旋能量，即所谓的\textit{shifting wave vector} $\vec{Q}$。因此，即使在存在微小的电子-电子相互作用的情况下，该系统也使具有螺旋状磁有序的磁性绝缘体稳定，其中磁有序波矢量与$\vec{Q}$成比例。首先给出了一般晶格模型中\textit{shifting wave vector}存在的条件和自旋轨道耦合系统中突现的$SU(2)$对称性。在此基础上，我们将其推广到半填充的正方晶格中，讨论了具有（非）共面自旋密度波和电荷序的绝缘相。我们的研究强调了可能的新型二维磁性材料，并可适用于各种范德华材料及其异质结构的电场，应变和压力的控制。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Antiferromagnetic nuclear spin helix and topological superconductivity in $^{13}$C nanotubes
我们研究了相互作用的$^{13}$ C碳纳米管中局域核自旋与传导电子之间的超精细耦合所产生的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用.使用Luttinger液体形式主义，我们表明，RKKY相互作用是亚晶格依赖的，在非相互作用的碳纳米管的自旋磁化率计算一致，它导致在有限尺寸的系统中的反铁磁核自旋螺旋。转变温度达到几十mK，这是由于有序核自旋通过奥弗豪泽场的正反馈的强烈推动。与GaAs纳米线类似，螺旋核自旋序的形成使传导电子的一半消失，因此在传输实验中可观察到电导降低2倍。核自旋螺旋导致电子子系统中自旋和电荷自由度相结合的密度波，导致合成的自旋-轨道相互作用，从而诱导非平凡的拓扑相位。因此，拓扑超导与马约拉纳费米子束缚态可以实现在系统中存在的邻近诱导的超导性，而不需要微调的化学势。我们提出的相图作为系统参数的函数，包括配对的差距，由于核自旋螺旋的差距，和塞曼场垂直于螺旋平面。
2015-12-22 cond-mat.mes-hall
Lasing in the Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling regime in a dye-filled liquid crystal optical microcavity
在存在Rashba-Dresselhaus耦合的情况下，液晶光学腔中强的自旋轨道相互作用导致了独特的自旋分裂纠缠色散。这种模式之间的自旋相干性产生光学持续自旋螺旋。在这封信中，我们介绍了光学增益在这样的系统中，通过分散在液晶微腔的分子染料。我们证明了激光在Rashba-Dresselhaus制度和光学持久自旋螺旋的出现。
2021-09-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interatomic spin-orbit interaction in a $p$-orbital helical atomic chain
Mie University（三重大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
研究p轨道螺旋原子链中原子间自旋轨道相互作用的起源与特性，揭示其与chiral-induced spin selectivity效应的关系。
2025-12-01 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent Destructive Quantum Interference Associated with Chirality-induced Spin Selectivity in Circular Single Helix Molecules
本文从理论上构建圆形单螺旋分子，揭示其在无非磁电极和磁场条件下同时呈现手性诱导自旋选择性与自旋依赖破坏性量子干涉，并发现退相干可调控二者共存及CQI-DQI相变。
2023-04-26 cond-mat.mes-hall
Persistent spin helix in Rashba-Dresselhaus two-dimensional electron systems
在自旋轨道耦合的二维电子系统中，最近预测存在两种情况下的持续自旋螺旋（PSH）：[001]量子阱（QW）具有相等的Rashba和Dresselhaus相互作用（RD）耦合强度，以及仅Dresselhaus [110]量子阱。在这里，我们提出了支持的结果和进一步的调查，使用我们以前的结果[物理评论B 72，153305（2005）]。显示了RD [001]和Dresselhaus [110]量子阱的精细PSH图案，以便清楚地看到螺旋的特征。我们还讨论了自旋的时间依赖性，以重新审视PSH的预测持久性的起源。对于RD [001]的情况，我们进一步考虑了随机Rashba效应，这比常数Rashba模型更现实。由此得到的畸变PSH图案表明，如果掺杂剂不能足够规则地分布，则在Dresselhaus [110]量子阱中可能更容易观察到这种PSH。
2006-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Orbital Hall effect as an alternative to valley Hall effect in gapped graphene
已提出带间隙的石墨烯是观察谷霍尔效应的良好平台，谷霍尔效应是一种涉及电子流动的传输现象，其特征在于不同的谷指数。在目前的工作中，我们表明，这种现象是更好地描述为一个实例的轨道霍尔效应，其中模糊的“谷”指数被替换为一个物理量，轨道磁矩，它可以被定义为均匀的整个布里渊区。这种描述消除了谷霍尔电导率中谷限制积分的任意截止选择的任意性，因为轨道霍尔效应中的电导率现在被定义为一个新量的布里渊区积分，称为轨道贝里曲率。这方面的OHE重新提供了直接的解释，在样品的边缘，在以前的克尔旋转测量观察到的积累相反的轨道时刻。
2021-05-13 cond-mat.mes-hall
Orbital Hall Insulating Phase in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
我们发现，H相变金属二硫属化物（TMD）单层，如MoS $_2$和WSe $_2$，是轨道霍尔绝缘体。他们目前非常大的轨道霍尔电导率平台在其半导体间隙，自旋霍尔电导率消失。我们的研究结果打开了使用TMD的轨道电流注入和轨道扭矩转移，超过他们的自旋对应的自旋轨道电子器件的可能性。TMD单分子膜中的轨道霍尔效应（OHE）即使在没有自旋轨道耦合的情况下也会发生。它可以与奇异的动量空间Dresselhaus类轨道纹理联系起来，类似于2D狄拉克费米子中的自旋动量锁定，它是由轨道属性和晶格对称性的组合产生的。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall
Role of Disorder in the Intrinsic Orbital Hall Effect
本文通过量子玻尔兹曼方程研究随机缺陷散射对轨道霍尔效应的影响，发现任意弱无序可影响甚至完全抑制内禀轨道霍尔电流，并指出无序在轨道电子学中可能具有重要作用。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Spin and Orbital Hall Effects from Orbital Texture
我们从理论上证明了在中心对称系统中，动量空间轨道织构不仅可以产生内禀自旋霍尔效应（SHE），而且可以产生轨道霍尔效应（OHE），这与自旋织构不同，在中心对称系统中也是普遍存在的.即使没有自旋轨道耦合（SOC），OHE也会发生，并通过SOC转化为SHE。由此产生的自旋霍尔电导率很大（与Pt相当），但以非单调的方式依赖于SOC强度。该机制对轨道猝灭是稳定的。这项工作为持续寻找具有更强SHE的材料提供了一条途径。它还要求实验努力，以探测轨道自由度在OHE和SHE。简要讨论了实验检测的可能途径。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall
Inverse orbital Hall effect and orbitronic terahertz emission observed in the materials with weak spin-orbit coupling
本研究在弱自旋轨道耦合的Ti、Mn材料中发现逆轨道霍尔效应与轨道电子学太赫兹发射，通过插入W层增强发射强度，可结合两种逆效应调控发射，为凝聚态物理研究和相关器件设计提供新方向。
2023-05-10 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional orbital Hall insulators
与自旋霍尔效应（SHE）类似，轨道霍尔效应（OHE）是指由纵向施加的电场引起的轨道角动量的横向流动的产生.对于自旋-轨道耦合（SOC）相当大的系统，轨道和自旋角动量自由度耦合，并且电荷、自旋和轨道角动量激发之间的相互关系自然建立。OHE主要在金属系统中进行探索，在那里它可以非常强大。然而，它的几个功能在二维（2D）材料中仍然未被探索。在这里，我们调查的作用，轨道纹理的OHE显示的多轨道二维材料。我们预测在这些系统中，无论是在其金属和绝缘相的外观一个相当大的轨道霍尔效应。在某些情况下，轨道霍尔电流大于自旋霍尔电流，它们作为信息载体的使用拓宽了新型自旋轨道电子器件的发展可能性。
2020-03-02 cond-mat.mes-hall
Understanding spin Hall effect in two-dimensional fermionic systems with generic spin-orbit interaction
我们深入研究了一般自旋轨道耦合二维费米子系统中的自旋霍尔效应。我们解析地导出了引起自旋霍尔效应的自旋-轨道力，并发现它具有类似“洛伦兹力”的形式。我们还导出了产生这种力的赝磁场。我们建立了自旋霍尔电导率、磁通量子与这个赝磁场之间的关系，类似于电荷霍尔电导率、磁通量子与外场之间的关系。我们还提出了一个精确的封闭形式的自旋霍尔电导率在一个通用的自旋轨道耦合系统。根据自旋轨道相互作用的维数，自旋霍尔电导率取决于Rashba参数和费米子密度的不同组合。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall
Spin resolved Hall effect driven by spin-orbit coupling
利用Landauer-Buttiker方法，数值计算了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的二维介观系统中的自旋电流和霍尔电流.结果表明，当两种自旋轨道耦合共存时，电场和自旋霍尔电流同时存在，而当其中一种耦合不存在时，电场霍尔电导消失。在强无序状态下，电子电导和自旋霍尔电导被抑制，但在弱无序状态下，电子电导和自旋霍尔电导仍然存在。从物理上可以理解，自旋轨道耦合产生的自旋动力横向“力”是自旋霍尔电流形成的原因，而横向反射对称性的缺乏是霍尔电流的起源。
2005-04-15 cond-mat.mes-hall
Orbital Hall effect in mesoscopic devices
本文研究四端 Landauer-Büttiker 介观器件中的轨道霍尔效应，利用 RMT 与紧束缚计算揭示轨道霍尔电流涨落振幅及其与实验吻合的霍尔角—电导率关系。
2023-11-14 cond-mat.mes-hall
Gigantic intrinsic orbital Hall effects in weakly spin-orbit coupled metals
最近的一篇论文[Go $\textit{et al}$ .，物理修订版信函$\textbf{121}$，086602（2018）]提出内禀轨道霍尔效应（OHE）可以从中心对称材料中的动量空间轨道织构中出现。在寻找具有强OHE的实际材料时，我们研究了面心立方和体心立方结构中具有小自旋轨道耦合（SOC）的金属（Li，Al，V，Cr，Mn，Ni和Cu）中的本征OHE。我们发现这些材料的轨道霍尔电导率（OHC）是巨大的$\sim 10^3-10^4\ (\hbar/e)(Ω\cdot\mathrm{cm})^{-1}$，这是相当或大于自旋霍尔电导率（SHC）的Pt。虽然这些材料中的SHC由于小SOC而小于OHC，但是我们发现SHC仍然是相当大的，并且自旋霍尔角可以是0.1的量级。我们讨论了最近的自旋-电荷相互转换实验的影响，具有小SOC的材料。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall
Conserved Spin and Orbital Angular Momentum Hall Current in a Two-Dimensional Electron System with Rashba and Dresselhaus Spin-orbit Coupling
通过对自旋和轨道角动量（OAM）流分别引入自旋和OAM矩修正，从理论上研究了具有Rashba和Dresselhuas自旋轨道耦合的高迁移率二维电子系统中的自旋和轨道角动量（OAM）霍尔效应.我们发现，当两个能带都被占据时，自旋霍尔电导率仍然是常数（即，与载流子密度无关），然而，其具有与先前值相反的符号。自旋霍尔电导率一般不会被OAM霍尔电导率抵消。OAM霍尔电导率也与载流子密度无关，但取决于Rashba与Dresselhaus自旋轨道耦合的强度比，这表明可以通过调节栅极电压来调节Rashba耦合来操纵总霍尔电流。我们注意到，在纯Rashba系统中，虽然由于角动量守恒，自旋霍尔电导率被OAM霍尔电导率完全抵消，但自旋霍尔效应仍然可以表现为非零磁化霍尔电流和样品边缘的有限磁化，因为与电子自旋相关的磁偶极矩是OAM的两倍。我们还评估了电场引起的OAM，并讨论了OAM霍尔电流的起源。最后，我们发现自旋和OAM霍尔电导率与Berry矢量（或规范）势密切相关。
2006-05-04 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Magnon Orbital Hall Effect in Honeycomb Antiferromagnets
从理论上研究了蜂窝状反铁磁体中磁振子轨道的输运。我们发现，即使没有自旋轨道耦合，磁振子轨道的Berry曲率也是有限的，由此产生的磁振子轨道霍尔效应是蜂窝状反铁磁体的一种本征性质，其根源仅在于交换作用和晶格结构.由于磁振子轨道霍尔效应的固有性质，磁振子轨道能斯特电导率被估计为比需要有限自旋轨道耦合的磁振子自旋能斯特电导率的预测值大几个数量级。对于预测的磁振子轨道霍尔效应的实验检测，我们调用的磁电效应耦合的磁振子轨道和电极化的强度，这使我们能够检测磁振子轨道积累通过本地电压测量。我们的结果为更深入地理解磁振子轨道的拓扑输运及其在低功率磁振子轨道电子学（即磁振子轨道电子学）中的应用铺平了道路。
2023-03-21 cond-mat.mes-hall
Orbital momentum Hall effect in p-doped graphane
结果表明，一个电场施加到p型掺杂石墨烷产生无耗散的轨道动量霍尔电流。在清洁极限下，相应的霍尔电导率与空穴浓度无关。霍尔效应与当重空穴和轻空穴在布里渊区中心的简并点附近传输时积累的$2π$ -Berry相位有关。这也导致了在平衡态中的轨道动量边缘流，以及当系统被驱离平衡时轨道动量在边缘处的累积。
2010-10-22 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall Effect and Spontaneous Orbital Magnetization in Antiferromagnetic Weyl Metal
我们研究了手征反铁磁体中的反常霍尔效应和轨道磁化，在考虑自旋轨道耦合和定域自旋与巡游电子交换作用的Kagome堆叠晶格结构上建立了一个简单的紧束缚模型.结果表明，该体系的基态是具有易面各向异性的轨道铁磁体。讨论了轨道磁化强度与外尔点位形的关系。
2017-05-19 cond-mat.mes-hall
Orbital Hall conductivity and orbital diffusion length of Vanadium thin films by Hanle magnetoresistance
CIC NanoGUNE（纳米技术联合研究中心）；UPV-EHU（巴斯克地区国立大学）；Centro de Física de Materiales CSIC-UPV/EHU（材料物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯科奎，巴斯克科学基金会）
本研究通过Hanle磁电阻测量钒薄膜，发现其轨道霍尔效应显著，并量化了轨道扩散长度约2 nm和轨道霍尔电导率约78，揭示了无序的重要作用。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Topological Control of the Orbital Hall Effect in Buckled Dirac Materials
Quaid-I-Azam University（奎达-阿扎姆大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（伊朗基础科学研究所）
本文利用低能大质量狄拉克模型和基于贝里曲率的线性响应理论，研究了弯曲二维狄拉克材料中轨道霍尔响应，发现轨道霍尔电导率在能带反转点附近显著增强，并通过调节外场实现量子自旋霍尔、谷霍尔和反常霍尔相，揭示了轨道响应受贝里曲率在自旋和谷自由度间重新分布的拓扑控制。
2026-05-24 cond-mat.mes-hall
Impact of the impurity symmetry on orbital momentum relaxation and orbital Hall effect studied by the quantum Boltzmann equation
本研究通过量子玻尔兹曼方程结合微观杂质模型，揭示杂质对称性等特性对轨道动量弛豫机制及轨道霍尔效应的调控规律，为轨道输运的理论研究提供了新框架。
2024-10-07 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Orbital Hall Effect in Degenerate Spin-3/2 Systems driven by the quantum metric
Dipartimento di Fisica ”E. R. Caianiello”, Università di Salerno（萨莱诺大学 E.R. 卡亚涅洛物理系）
该研究揭示旋转不变自旋-3/2系统的轨道霍尔效应由量子度量而非贝里曲率控制，其带内贡献在简并系统中消失，明确量子度量是简并多带系统轨道霍尔输运的关键几何量。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall conductivity of a disordered 2D electron gas with Dresselhaus spin-orbit interaction
本文计算了任意自旋轨道相互作用下无序二维电子气的自旋霍尔电导率。我们发现，在电子输运的扩散区，当自旋轨道耦合仅由Rashba相互作用表示时，由于杂质散射，均匀系统的直流自旋霍尔电导率变为零。然而，当考虑Dresselhaus相互作用时，自旋霍尔电流不为零。我们还考虑了非均匀电场诱导的自旋霍尔电流。结果表明，随时间变化的电荷诱导自旋霍尔电流的漩涡。
2005-04-06 cond-mat.mes-hall
Robust formation of skyrmions and topological Hall effect in epitaxial thin films of MnSi
研究了在Si（111）衬底上生长的B_（20）型MnSi外延薄膜的磁输运性质。洛伦兹透射电子显微镜（TEM）图像和拓扑霍尔效应（THE）都清楚地指出了在宽的温度-磁场区域内skyrmions的稳健形成。新的功能不同的散装MnSi的观察外延MnSi薄膜：一个较短的（近一半）周期的自旋螺旋和skyrmions，和相反的符号的THE。这些观察结果表明，skyrmion引起的THE的多功能超出了目前的理解。
2012-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influences of spin accumulation on the intrinsic spin Hall effect in two dimensional electron gases with Rashba spin-orbit coupling
在具有Rashba自旋-轨道耦合的二维电子气中，外部电场可以在垂直于电场的方向上引起自旋霍尔电流。这种效应被称为内禀自旋霍尔效应。在本文中，我们研究了自旋积累对这种本征自旋霍尔效应的影响。结果表明，由于实际样品中边界的存在，本征自旋霍尔效应产生的自旋霍尔电流会在样品边缘附近引起自旋积累，而在存在自旋积累的情况下，自旋霍尔电导率将不具有普适值.本文详细研究了自旋积累对具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子气体窄带中内禀自旋霍尔效应的影响。
2004-07-16 cond-mat.mes-hall
