Voltage controlled inversion of magnetic anisotropy in a ferromagnetic thin film at room temperature
利用电场控制磁性是磁学和磁电子学的一个重要方面。在这里，我们利用磁弹性耦合的铁磁/压电混合体实现在室温下的磁化方向的电压控制。样品由蒸发到压电致动器上的多晶镍薄膜组成。这些多功能的混合物的磁性能进行了研究，在室温下作为一个功能的电压控制的应力施加的致动器上的Ni膜。铁磁共振谱表明，在Ni膜平面中的磁易轴旋转90度时，改变施加到致动器的电压Vp的极性。换句话说，Ni膜的面内单轴磁各向异性可以通过施加适当的电压Vp而反转。使用SQUID磁强计，记录磁化矢量的演变作为Vp和外部磁场的函数。改变Vp允许在大约70度的范围内可逆地调节Ni膜平面中的磁化取向。所有的磁力测量数据都可以用铁磁共振实验确定的磁自由能来定量地理解。这些结果表明，在混合结构中的磁弹性耦合确实是一个可行的选择，以控制在技术相关的铁磁薄膜在室温下的磁化取向。
2008-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Electric field inversion asymmetry: Rashba and Stark effects for holes in resonant tunneling devices
我们报告激子自旋分裂的实验证据，除了传统的塞曼效应，产生的Rashba自旋轨道相互作用，斯塔克位移和电荷屏蔽的组合。研究了p型GaAs/AlAs双势垒共振隧穿二极管（RTD）在外加偏压和磁场作用下充放电过程中的电场诱导自旋分裂调制.在光致发光的突变，与所施加的偏压，提供的信息的电荷积累效应的设备。
2006-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inversion of Dislocation-Impurity Interactions in $α$-Fe under Magnetic State Changes
本文利用第一性原理计算研究 α-Fe 中 1/2⟨111⟩ 螺位错与多种 3d 杂质的相互作用，揭示磁态和热膨胀可显著改变甚至反转该作用。
2025-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Broken inversion symmetry in van der Waals topological ferromagnetic metal iron germanium telluride
本研究利用SHG技术证实碲化锗铁存在反演对称性破缺，揭示其空间群由P63/mmc降至极性P3m1，并阐明Fe空位有序与温度鲁棒性，为其本征自旋轨道转矩和拓扑极性金属态提供结构依据。
2025-01-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Eddy current interactions in a Ferromagnet-Normal metal bilayer structure, and its impact on ferromagnetic resonance lineshapes
研究了涡流对铁磁-正常金属（FM/NM）双层结构中铁磁共振（FMR）的影响。对于微波（MW）趋肤深度以下的NM层厚度（约100 mm），涡流效应通常被忽略。800 nm（Au在10 GHz时）。然而，我们发现，在更薄的NM层（10-100 nm的Au或Cu），它们诱导的FMR激发时，MW驱动场的分量垂直于样品平面的相移。这导致所测量的吸收线的强不对称性。与典型的涡流效应相反，对于较薄的NM层，不对称性较大，并且可以通过改变样品几何形状和NM层厚度来调节。
2015-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Circular Photogalvanic Effect in Organometal Halide Perovskite CH$_3$NH$_3$PbI$_3$
研究了有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池吸收体CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$的循环光电流效应。对于缺乏反转对称性的晶体结构，计算的光电流密度约为$10^{-9}$ A/W，与先前研究的量子阱和体Rashba系统相当。由于圆形光电流效应对反转对称性破缺的依赖性，可以通过调节光子能量和相关的穿透深度来探测离表面不同深度处的反转不对称程度。我们建议，这种效果的测量可以澄清存在或不存在的反转对称性，这仍然是一个有争议的问题，并已被认为在这种材料的高转换效率发挥重要作用。
2016-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Hidden spin polarization in inversion-symmetric bulk crystals
自旋-轨道耦合（SOC）可以在3D晶体中诱导自旋极化，表现为体Rashba（R-1）和Dresselhaus（D-1）效应。我们确定，这些自旋极化效应从根本上源于特定的原子位置的不对称性，而不是从普遍接受的晶体空间群的不对称性。这种理解导致认识到，以前被忽视的隐藏形式的自旋极化应该存在于中心对称材料。虽然所有的能带必须是双重退化的中心对称材料中，我们发现，这种双重退化带的两个组件可以有相反的极化，每个空间定位在两个单独的部门之一，形成反转的合作伙伴。我们用第一性原理计算证明了中心对称晶体（记为R-2和D-2）中的这种隐藏的自旋极化。这种新的理解可以大大拓宽目前有用的自旋电子材料的范围，并通过原子尺度上的操作控制自旋极化。
2014-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Electron scattering in quantum wells subjected to an in-plane magnetic field
结果表明，在面内磁场作用下，量子阱中的静态缺陷、声学声子或光学声子对电子的散射是不对称的。散射概率包含与电子波矢量和磁场分量都成比例的项。所研究的条款是由于量子阱中缺乏一个反转中心，由于结构或体反转不对称，虽然他们是纯粹的抗磁性起源。这种由磁场引起的散射不对称性可能导致许多现象。特别是，非弹性电子-声子相互作用的不对称性导致电流流动，如果只有电子气被驱离与晶格的热平衡。
2007-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A two-dimensional electron gas at the (001) surface of ferromagnetic EuTiO$_{3}$(001)
对氧化物准二维电子气（q2 DEG）的研究已经成为发现新颖的和有时意想不到的现象的场所，例如在LaAlO $_{3}$和SrTiO $_{3}$非磁性材料之间的表面和界面处的磁性。然而，在这个系统中的磁性是弱的，有证据表明，一个非内在的起源。在这里，通过使用原位高分辨率角分辨光电子能谱，我们证明了铁磁EuTiO $_{3}$，在本体中的SrTiO $_{3}$的磁性对应物，在其（001）表面托管q2 DEG。这是证实了密度泛函理论计算与Hubbard U条款中存在的氧双空位在各种配置，所有这些导致自旋极化q2 DEG相关的铁磁顺序的Eu-4f磁矩。研究结果表明，EuTiO $_{3}$（001）是一种新型的氧化物q2 DEG的新材料平台，具有反转破坏和时间反转对称性的特点。
2021-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Ferroelectricity due to Orbital Ordering
Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)（物质结构纳米建筑学研究中心，日本国立材料科学研究所）
通过激活轨道自由度实现铁磁铁电性，核心在于利用反铁磁轨道有序打破对称性，从而在单一相中结合两种铁电序。
2026-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A new noncollinear ferromagnetic Weyl semimetal with anisotropic anomalous Hall effect
凝聚态物理学的一个发展前沿是在铁磁外尔半金属（FM-WSMs）中出现的新的电磁响应，如拓扑和反常霍尔效应（AHE）。FM-WSM的候选者仅限于保持反演对称性并通过破坏时间反演对称性产生Weyl交叉的材料。这些材料有三个共同的特点：中心对称晶格，共线FM排序，以及当磁场平行于磁易轴时观察到的大AHE。在这里，我们提出CeAlSi作为一种新型的FM-WSM，其中Weyl节点通过破坏反转对称性来稳定，但它们的位置通过破坏时间反演对称性来调整。与其他FM-WSMs不同，CeAlSi具有非中心对称晶格，非共线FM排序，以及在易轴和难轴之间各向异性的新型AHE。它还表现出大FM域，这是有前途的设备应用程序和Weyl节点和FM域壁之间的相互作用。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Local Spin-Polarization at the Organic-Ferromagnetic Interface
通过从头计算和自旋极化扫描隧道显微镜实验，我们展示了如何通过创建一个复杂的能量依赖的磁性结构来操纵铁磁表面的局部自旋极化。我们通过将含有pi（pz）电子的有机分子吸附到铁磁表面上来证明这种新颖的效应，其中平面外pz原子类型轨道与金属d态的杂交导致自旋极化的反转由于pz-d齐纳交换型机制，有机位点。作为一个关键的结果，我们证明，它是可能的选择性地注入自旋向上和自旋向下的电子从同一铁磁表面，可以利用在未来的自旋电子器件的效果。
2010-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin orbit coupling in bulk ZnO and GaN
利用群论和类Kane-like $\mathbf{k\cdot p}$模型，结合Löwdining配分方法，导出了纤锌矿半导体中电子和空穴的自旋轨道耦合表达式，包括由本征结构反转不对称性引起的线性$k$ Rashba项和由体反转不对称性引起的立方$k$ Dresselhaus项.分别采用最近邻$sp^3$和$sp^3s^\ast$紧束缚模型计算了纤锌矿结构的ZnO和GAN以及闪锌矿结构的GAN的电子和空穴Dresselhaus项系数。
2008-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Stacking order-dependent sign-change of microwave phase due to eddy currents in nanometer-scale NiFe/Cu heterostructures
在自旋电子学领域，铁磁/非磁性金属多层膜是新兴技术的核心组成部分。使用带状线换能器的谐振实验通常用于表征和设计这些堆栈的应用。到目前为止，在这些实验中，涡流对趋肤深度极限以下的铁磁磁化动力学的激励的影响最常被忽略。在这里，使用共面带状线换能器，我们实验研究了宽带铁磁共振响应的NiFe/Cu双层几纳米厚的次集肤深度制度。随着激发频率和铜层厚度的增加，吸收光谱的不对称性逐渐增强。最重要的是，不对称的符号取决于堆叠顺序。实验数据与考虑在Cu层中产生的涡电流和由涡电流产生的反馈磁场的后续相移的定量分析一致。这些结果扩展了我们对微波磁集肤深度以下涡流影响的理解，并解释了带状线实验中报告的线形不对称性和相位滞后。
2019-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boundary resistance in magnetic multilayers
首次导出了扩散铁磁金属与非磁性金属界面电化学势的准经典边界条件。边界阻力的表达式精确地解释了动量守恒定律和化学势的基本梯度。条件建立在自旋不对称的边界电阻有正或负的符号。自旋不对称性和边界电阻的绝对值对导带交换劈裂的依赖性为估计铁磁金属导带的自旋极化开辟了新的可能性。理论的一致性检查现有的实验数据。
2006-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electron-Hole Asymmetry of Spin Injection and Transport in Single-Layer Graphene
采用非局域自旋阀方法研究了室温下单层石墨烯的自旋相关性质。栅极电压依赖性表明，非局部磁阻（MR）是成比例的SLG的导电性，这是透明的铁磁/导电接触的预测行为。虽然SLG中的电子和空穴带是对称的，但非局部MR的栅极电压和偏压依赖性揭示了电子-空穴不对称性，其中非局部MR大致与电子的偏压无关，但随空穴的偏压显著变化。
2009-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle dynamics in ferromagnetic compounds of the Co-Fe and Ni-Fe systems
本文对Co-Fe和Ni-Fe系铁磁化合物中电子-电子非弹性散射引起的准粒子寿命和准粒子平均自由程进行了理论研究。这项研究是基于自旋极化的计算，这是在$GW$近似等原子和钴和镍丰富的化合物，以及它们的成分。我们主要集中在自旋不对称的准粒子的属性，这导致自旋过滤效应实验观察到的自旋相关的输运的热电子和空穴在所研究的系统。通过与已有的衰减长度的实验数据比较，我们估计了非弹性平均自由程对后者的贡献。
2010-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Impurity-induced vector spin chirality and anomalous Hall effect in ferromagnetic metals
多个散射体的散射有时会引起异常的霍尔效应。本文研究了反常霍尔效应的产生机制，它是由自旋杂质和局域磁矩的关联引起的，即由矢量自旋手征引起的霍尔效应。利用散射理论方法，研究了由两个磁矩和一个非磁性杂质的散射过程引起的斜散射，该散射与非磁性杂质附近自旋的矢量自旋手征成正比.此外，我们表明，一个有限的矢量自旋手征自然存在于周围的杂质在通常的铁磁金属在有限的温度下，由于局部反转对称性破缺的杂质。这一结果可能与磁性氧化物在有限温度下反常霍尔效应增强有关。
2018-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Unusual Nature of Confined Modes in a Chiral System
自旋波传播的非互易性是一个众所周知的结果，反对称交换的贡献可能在磁性自旋系统，缺乏反演对称。在这种情况下，状态的能量可能取决于其动量的符号为ω（k）${\neq}$ ω（-k）。我们在这里讨论的后果，这种非互易性对反向传播的自旋波状态。在一个封闭的几何形状，我们发现状态与定义明确的节点，但与调制，使反转对称的模式分布的振幅丢失。这一特征导致了这样的建议，即在例如具有磁共振的铁磁微元件的铁磁共振研究中，附加特征可能变得可见，从而允许量化磁共振的幅度和方向。此外，这种非互易模式之间的干扰形成了模式限制的广义概念的基础。
2016-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Three-Dimensional Quantum Anomalous Hall Effect in Ferromagnetic Insulators
量子反常霍尔效应（QAHE）具有与非零陈数相关的无耗散手征边缘态，在未来的自旋电子学中具有潜在的重要应用。QAHE通常发生在具有时间反演对称性破缺的二维（2D）系统中。在这项工作中，我们提出QAHE可以存在于三维（3D）铁磁绝缘体。通过施加反演对称性，我们开发的拓扑约束支配的外观三维QAHE的奇偶分析的基础上，在倒易空间中的时间反演不变点。此外，使用第一性原理计算，我们确定，三维QAHE可以实现在一个家庭的本征铁磁绝缘氧化物，包括分层和非分层的化合物，共享一个中心对称结构的空间群$R\bar{3}m$（第166号）。霍尔电导率被量子化为$-\frac{3e^2}{hc}$，其中晶格常数$c$沿$c$轴。手征表面片态清晰可见，并且唯一地分布在平行于磁矩的表面上。我们的研究结果打开了一个有前途的途径，实现QAHE在3D铁磁绝缘体。
2018-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous polarization conversion in arrays of ultrathin ferromagnetic nanowires
利用磁振子对布里渊光的散射研究了纳米线阵列的光学性质。我们利用Stokes/anti-Stokes散射的不对称性来探测线偏振光波在纳米线内部产生的局部电场的圆偏振。我们观察到的异常极化转换的相反的符号比在体介质或厚纳米线的圆偏振度的极大增强归因于一个非常规的折射在纳米线介质。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Anomalous Nernst Effect in Ferromagnetic Weyl Semimetal
本文通过连续与晶格哈密顿量模型研究铁磁外尔半金属（如 Co3Sn2S2），揭示外尔点处发散贝里曲率可解锁大的反常能斯特电导率，为理解其拓扑热电输运提供理论依据。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inverse Faraday effect in Mott insulators
逆法拉第效应（IFE），即由圆偏振光诱导静态磁化，为超快控制自旋态提供了一条有前途的途径。本文利用Floquet理论研究了莫特绝缘体中的IFE。我们发现两个不同的IFE行为由反演对称性。在具有反转对称性的莫特绝缘体中，我们发现由IFE诱导的有效磁场与相邻的自旋铁磁耦合。而对于不具有反转对称性的莫特绝缘体，由于IFE产生的有效磁场与相邻自旋反铁磁耦合。我们应用该理论的自旋-轨道耦合的单和多轨道哈伯德模型是相关的Kitaev量子自旋液体材料，并证明磁相互作用可以通过光调谐。
2022-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure of ferromagnetic semiconductor Ga1-xMnxAs probed by sub-gap magneto-optical spectroscopy
我们采用法拉第和克尔效应光谱在红外范围内的费米能附近的Ga 1-xMnxAs的电子结构进行了研究。这种典型的稀释磁矩铁磁半导体的能带结构一直是一个有争议的问题，部分原因是以前对非偏振红外吸收的测量及其唯象杂质带解释。我们所研究的红外磁光效应直接来自于载流子带的自旋分裂和自旋轨道耦合引起的手征不对称性。与非极化吸收不同，它们与铁磁性密切相关，并且它们的解释在相关带态的轨道特征方面受到更多的微观限制。我们表明，占主导地位的作为p-轨道字符和耦合动力学交换Mn本地矩占半定量测量的红外磁光光谱的整体特征的无序价带的传统理论。
2009-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Proximity-induced equilibrium supercurrent and perfect superconducting diode effect due to band asymmetry
本文理论研究了能带破缺时间反演和空间反演对称性的金属在邻近效应下的超导行为，预言了平衡超流、电荷不守恒及二极管系数为1的完美超导二极管效应，并提出环向金属等潜在实现平台。
2023-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
