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。
2014-05-02 cond-mat.mes-hall
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.
2015-07-10 cond-mat.mes-hall
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.
2013-09-20 cond-mat.mes-hall
Third Stable Branch and Tristability of Nuclear Spin Polarization in Single Quantum Dot System
半导体量子点通过增强的超精细相互作用提供电子和原子核的自旋耦合系统。我们发现在纵向磁场作用下，单量子点中的核自旋极化可以有三个稳定的分支。随着激励条件的变化，这些状态伴随着每个分支边界周围的磁滞回线。为了解释这些发现，我们将核自旋涨落引起的电子自旋弛豫纳入先前研究的动态核自旋极化机制。该模型再现了核自旋极化的新特征以及与之相关的观察到的电子自旋极化的强烈降低，并且可以参考核自旋极化的三稳态。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall
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。
2006-10-04 cond-mat.mes-hall
Spin Polarization at Semiconductor Point Contacts in Absence of Magnetic Field
半导体点接触可以是一个有用的工具，用于产生自旋-轨道（SO）相互作用的存在下的自旋极化电流。既不需要磁场也不需要磁性材料。通过数值研究，我们发现：（i）电导的量子化单位为2e^2/h，除非SO相互作用太强;（ii）电流在横向上是自旋极化的;（iii）在SO相互作用强度的实验值下，可以实现大于50%的自旋极化。自旋极化比是由不同自旋的子带之间的过渡在通过点接触的运输过程中的绝热性。
2005-07-23 cond-mat.mes-hall
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。
2008-01-09 cond-mat.mes-hall
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。
2015-03-29 cond-mat.mes-hall
Contact-induced spin polarization in carbon nanotubes
出于将自旋电子学与分子结构相结合的可能性，我们研究了低维管状系统中自旋极化的出现条件，通过将它们与磁性基底接触。我们推导出一组描述管和衬底之间的电荷转移和相对能量成本的一般表达式。平均场解的一般表达式提供了一个深刻的公式的诱导自旋极化。使用紧束缚模型的电子结构，我们能够估计的幅度和稳定性的诱导时刻。这表明可以在碳纳米管中观察到显著的磁矩。
2003-11-28 cond-mat.mes-hall
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。
2003-05-01 cond-mat.mes-hall
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。
2007-04-06 cond-mat.mes-hall
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。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall
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。
2014-08-25 cond-mat.mes-hall
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。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall
Spin field-effect transistor action via tunable polarization of the spin injection in a Co/MgO/graphene contact
我们制作了一个非本地自旋阀器件与Co-MgO注入器/检测器的石墨烯自旋通道隧道接触。在该器件中，注入器接触的自旋极化可以通过注入器电流偏置和栅极电压来调谐。自旋极化可以被关闭甚至反转。这种行为使得自旋晶体管能够通过使用场效应关闭自旋注入来关闭信号。我们提出了一个模型的基础上的石墨烯的态密度相对于钴的隧穿态密度的最小值，这可以解释所观察到的偏置和栅极依赖性的栅极相关的移位。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall
Spin Polarization in a AlGaAs/GaAs Quantum Point Contact with in-plane side gates
我们报道了在非对称偏置的AlGaAs/GaAs量子点接触（QPC）中观察到的G = 0.5G0（G 0 = 2 e2/h）附近的异常电导平台，在存在横向自旋轨道耦合的情况下具有面内侧栅.这是QPC窄部分中自旋极化的特征。在T=4.2K时，研究了电导异常的出现和演化，电导异常是边栅间电位不对称性的函数。在侧栅GaAs QPC中观察到的自发自旋极化可能最终导致在几十开尔文度下实现全电动自旋阀。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall
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。
2015-01-19 cond-mat.mes-hall
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。
2009-06-09 cond-mat.mes-hall
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。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall
Dynamic nuclear spin polarization induced by Edelstein effect at Bi(111) surfaces
利用量子输运方法研究了Bi（111）薄膜样品中由超精细相互作用引起的核自旋极化和由强自旋轨道相互作用引起的Edelstein效应。采用van der Waals外延法在云母衬底上生长Bi（111）薄膜。Bi（111）薄膜显示出微米级的三角形岛，台阶高度为0.39 nm，对应于Bi（111）双层的高度。在低温下，施加高电流密度以通过Edelstein效应在Bi（111）表面产生非平衡载流子自旋极化，然后通过超精细相互作用诱导动态核极化。比较量子磁输运反定域测量表明抑制反定域的平面内奥弗豪泽场从核极化，并允许量化的奥弗豪泽场。因此，核极化是通过一种纯粹基于电子输运的方法来实现和量化的。
2020-07-21 cond-mat.mes-hall
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。
2015-08-27 cond-mat.mes-hall
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。
2004-04-06 cond-mat.mes-hall
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。
2010-06-06 cond-mat.mes-hall
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。
2010-12-24 cond-mat.mes-hall
Lateral spin-orbit interaction and spin polarization in quantum point contacts
我们研究了在不同的限制几何和外加场下半导体量子点接触系统的弹道输运。特别是，我们调查如何{ \em横向}自旋轨道耦合，引入不对称的横向限制势，影响电流的自旋极化。我们发现，即使在没有外部磁场的情况下，一个可变的{ \em非零自旋极化}可以通过控制非对称形状的限制势。这些结果为制备自旋极化电子源提供了一种新的途径，并研究了这种现象与结构参数和外加磁场的关系。这种不对称诱导的极化也为我们最近在InAs量子阱结构上制成的量子点接触中观察到的0.5电导平台（以$2e^2/h$为单位）提供了一个合理的解释。虽然我们对这些系统中所需的自旋-轨道相互作用强度的估计不支持这一解释，但它们可能在电子-电子相互作用增强的效应中发挥作用。
2009-08-07 cond-mat.mes-hall
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。
2008-01-23 cond-mat.mes-hall
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。
2014-08-28 cond-mat.mes-hall
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。
2006-11-16 cond-mat.mes-hall
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。
2007-06-09 cond-mat.mes-hall
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。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
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。
2011-10-25 cond-mat.mes-hall
P-shell carriers assisted dynamic nuclear spin polarization in single quantum dots at zero external magnetic field
在量子点中重复注入自旋极化载流子导致核自旋的极化，这一过程称为动态核自旋极化（DNP）。在这里，我们报告的第一个观察p壳层载体辅助DNP在单个量子点在零外部磁场。通过使用量子点的单电荷激子态的Overhauser位移测量的核场继续增加，即使在s壳层中的载流子数量饱和之后。这也伴随着核自旋建立时间的突然增加，因为p壳层的发射超过了s壳层的发射。我们把观察到的p-壳层电子强烈地改变了量子点中的核自旋动力学，基于电子与核自旋系统之间耦合的速率方程模型的数值模拟结果支持了这一点。具有p壳层载体的DNP可以为进一步控制量子点中的核自旋极化程度开辟途径。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall
Observation of magnetic-field-sweep-direction-dependent dynamic nuclear polarization under periodic optical electron spin pumping
光学泵浦-探测技术用于产生和测量砷化镓外延层中的电子自旋极化，其中电子自旋相干时间超过锁模激光重复周期。共振自旋放大发生在磁场中，在该磁场中，由连续激光脉冲激发的电子自旋极化相长地相加。克尔旋转作为施加的磁场的函数的测量揭示了核自旋极化，其取决于施加的磁场是减小还是增大而与外部磁场对准或对准。此外，核自旋极化幅度与垂直净电子自旋极化成比例地变化，因为后者由于共振自旋放大和其他原因而变化。我们还报告了一个实验技术，揭示了一分钟长的记忆精确的场历史的电子核自旋系统。
2020-09-10 cond-mat.mes-hall
Dynamic Nuclear Polarization by optical Stark effect in periodically-pumped gallium arsenide
光学泵浦探测时间和磁场分辨克尔旋转测量提供了一个窗口，在散装砷化镓产生动态核极化的机制。以前，我们已经报道了一个意想不到的依赖于所施加的外部磁场的扫描方向上的核极化的方向。在本文中，我们提出了一个模型的基础上，这种核极化由于光学取向和光学斯塔克效应产生的超快光脉冲的训练的数值计算。我们证明了对应的模型，我们的实验测量不同的激光波长和磁场扫描速率。最后，我们表明，该模型再现了扫描方向的依赖性，并提供了一个解释这种行为。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall
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。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall
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。
2010-04-26 cond-mat.mes-hall
Spin-polarization in the vicinity of quantum point contact with spin-orbit interaction
我们发展了一种利用弱耦合的量子点探测自旋极化的新技术。在这种技术中，对物体的干扰非常小，因为检测是通过以非常慢的速率对物体中的单个电子进行采样来执行的。我们已经应用该方法的量子点接触（QPC）下的自旋轨道相互作用。当电导在单位电导量子（$G_{\rm q}/2\equiv e^2/h$）的一半处停留在平台上时，以及在$2e^2/h$处的另一平台上时，检测到QPC附近的高度自旋极化。在半量子平台上，极化度$P$随QPC源漏偏压的增大而减小，而在单量子平台上，极化度$P$随QPC源漏偏压的增大而增大，表明不同的极化机制在这些平台上起作用。在探测器量子点中观察到很长的自旋弛豫时间，这可能是由于动态核自旋极化引起的。在近藤样共振峰处观察到$P$在零偏压附近的异常减少。
2016-05-16 cond-mat.mes-hall
Self-sustaining dynamical nuclear polarization oscillations in quantum dots
对自旋阻塞的双量子点的早期实验揭示了在存在静态（dc）源极-漏极偏置的情况下令人惊讶的鲁棒的大幅度电流振荡[参见例如K.奥诺，S. Tarucha，Phys. Rev. Lett. 92，256803（2004）]。实验证据有力地表明，动态核极化起着核心作用，但其机制仍然是一个谜。在这里，我们介绍了一个最小的，虽然现实的耦合电子和核自旋动力学模型，支持强大的自持振荡。我们的机制依赖于一个核自旋模拟的隧穿磁阻现象（自旋相关的隧穿率在一个不均匀的Overhauser场的存在下）和核自旋扩散，这支配核极化的空间分布的动力学。在实验中观察到的极长的振荡周期（高达数百秒），以及垂直和横向量子点结构之间的现象学差异，自然解释了所提出的框架。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall
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。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall
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。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
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。
2007-11-21 cond-mat.mes-hall
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。
2014-05-08 cond-mat.mes-hall
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。
2007-12-20 cond-mat.mes-hall
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。
2011-10-23 cond-mat.mes-hall
Electronic magnetization of a quantum point contact measured by nuclear magnetic resonance
报道了一种基于核磁共振（NMR）谱的量子点接触（QPC）的电子磁化强度测量方法。我们发现在面内磁场作用下，通过测量QPC电导可以检测到NMR信号。这使得有可能测量，从奈特位移的NMR光谱，电子磁化的QPC只包含几个电子自旋。磁化强度随QPC势垒高度平滑变化，并在0.5 $\times$ $2e^2/h$的电导平台处达到峰值。所观察到的功能很好地捕获的模型计算假设一个光滑的势垒，支持无束缚态起源的0.7结构。
2015-06-17 cond-mat.mes-hall
Microwave-free dynamic nuclear polarization via sudden thermal jumps
动态核极化（DNP）目前是增强核磁共振测量灵敏度的优选策略，但其应用依赖于使用高频微波来操纵电子自旋，随着所施加的磁场的增长，这是一项越来越苛刻的任务。在这里，我们研究了一个系统的动力学托管极化剂形成的两个不同的顺磁中心附近的水平反交叉。我们从理论上表明，核自旋有效地结合交替的热跳跃和射频脉冲连接混合状态与相反的核和电子自旋对齐的循环协议。这个过程的核心是任一电子自旋物种的自旋-晶格弛豫时间之间的差异，在每次热跳跃后瞬时驱动电子自旋浴脱离平衡。在不需要微波激发的情况下，这种增强核极化的途径可以证明是方便的，特别是如果极化剂被设计成在高磁场下具有电子能级反交叉的特征。
2022-01-22 cond-mat.mes-hall
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。
2009-04-30 cond-mat.mes-hall
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。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall
Phase-Sensitive Probes of Nuclear Polarization in Spin-Blockaded Transport
自旋阻塞量子点为研究纳米尺度系统中的核自旋动力学提供了一个独特的环境。尽管最近的实验进展，观察核自旋动力学中的相敏现象仍然具有挑战性。在这里，我们指出，这样的可能性打开了在超精细交换直接竞争的制度与纯电子自旋翻转机制，如自旋轨道相互作用。两个自旋翻转过程之间的干扰，由核自旋浴的长寿命相干性引起，调制电子自旋翻转速率，使其对核极化的横向分量敏感。在一个系统中，重复地扫过一个避免交叉的单重态-三重态，核旋进表现为振荡和核自旋泵速率的符号反转，作为扫描之间的等待时间的函数。这构成了一个纯粹的电学方法检测相干核自旋动力学。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall
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。
2004-11-08 cond-mat.mes-hall
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。
2012-08-10 cond-mat.mes-hall
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。
2005-03-16 cond-mat.mes-hall
Nuclear spin dynamics influenced and detected by electron spin polarization in CdTe/CdMgTe quantum wells
利用光探测核磁共振研究了n掺杂CdTe/（Cd，Mg）Te量子阱结构中各组分同位素的核自旋相干性和弛豫动力学。利用时间分辨的抽运-探测法拉第椭圆率，我们产生并探测了驻留电子的相干自旋动力学。光生电子自旋极化被转移到核自旋系统中，核自旋系统被极化并作为奥弗豪泽场作用于电子自旋。在共振射频脉冲的影响下，我们追踪了核同位素$^{111}$ Cd、$^{113}$ Cd和$^{125}$ Te的相干自旋动力学。我们测量了原子核的拉比振荡、非均匀退相时间$T_2^*$、自旋相干时间$T_2$和纵向弛豫时间$T_1$。此外，我们研究了激光激发和相应的电子自旋极化对核自旋弛豫时间的影响，并发现与电子自旋的相互作用引起的这一时间的弱延长。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Spin polarization recovery and Hanle effect for charge carriers interacting with nuclear spins in semiconductors
本文报道了半导体结构中载流子与涨落核自旋相互作用的自旋极化恢复和Hanle效应的理论和实验研究。我们从最简单的静态和各向同性核自旋涨落模型开始理论描述。然后，我们描述了由于超精细相互作用的各向异性，有限的核自旋相关时间，和强脉冲自旋激发的极化恢复和汉勒曲线的修改。对于后者，我们描述了法拉第几何中的共振自旋放大效应，并讨论了量子芝诺效应的表现形式。选择各种结构和实验条件的实验结果集，以突出理论预测的特定效果。我们表明，自旋极化恢复是一个非常有价值的工具，用于解决半导体及其纳米结构中的载流子自旋动力学。
2020-09-10 cond-mat.mes-hall
