Longitudinal and spin-Hall conductance of a two-dimensional Rashba system with arbitrary disorder
我们计算了具有Rashba-Dresselhaus自旋轨道相互作用的四引线桥的纵向电导和自旋霍尔电导。数值计算结果都在Landauer-Buttiker形式主义和Kubo公式的直接评价。微观哈密顿量是在紧束缚近似下得到的最近邻跳跃积分$t$，Rashba自旋轨道耦合$V_R$，Dresselhaus自旋轨道耦合$V_D$和安德森一样，在现场的无序能量强度$W$。我们再次确认，低于临界无序阈值，自旋霍尔效应是存在的。此外，我们研究了费米能量，Rashba/Dresselhaus系数比，和系统的大小对两个电导率的影响。
2005-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Effect in a Diffusive Rashba Two-dimensional Electron Gas
本文用非平衡格林函数方法研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维扩散电子系统的自旋-霍尔效应。在长程杂质的存在下，耦合的量子动力学方程在自洽玻恩近似下解析求解。结果表明，内禀自旋霍尔效应源于直流场引起的态密度微扰。此外，还有一个额外的无序介导的过程，它涉及两个自旋轨道耦合带之间的非平衡电子的跃迁。它导致额外的碰撞无关的自旋霍尔电导率，并导致即使在非零温度下的总自旋霍尔电流的消失。
2005-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect versus Rashba torque: a Diffusive Approach
电流驱动的重金属/铁磁体双层膜中的单个铁磁体的磁化动力学最近已经实现。在这项工作中，自旋力矩引起的所谓的Rashba自旋轨道耦合和自旋霍尔效应被认为是在一个扩散模型。的铁磁体和重金属的厚度作为一个函数的扭矩的依赖性进行了分析。我们表明，（i）这两个扭矩的形式${\bf T}=T_{||}{\bf m}\times{\bf y}+T_\bot{\bf m}\times({\bf y}\times{\bf m})$，（ii）的比例$T_{||}/T_\bot$强烈依赖于层的厚度和（iii）的自旋扭矩的厚度依赖性提供了一个指示的起源（Rashba-或自旋霍尔效应-诱导）的自旋扭矩。
2012-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vanishing spin-Hall current in a diffusive Rashba two-dimensional electron system: A quantum Boltzmann equation approach
本文用量子Boltzmann方程分析了二维Rashba扩散电子系统的自旋霍尔效应。在自洽玻恩近似的框架内，我们考虑了无序诱导的准经典弛豫，准粒子的碰撞加宽，以及碰撞内场效应对自旋霍尔动力学的作用。我们提出了一个分析证明，自旋霍尔电流消失，独立的耦合强度，准粒子加宽，温度和各向同性散射势的具体形式。在螺旋度的基础上的碰撞项的总和关系也进行了检查。
2006-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Rashba spin-orbit coupling on topological phases in monolayer ZnIn2Te4
以单层ZnIn2Te4为案例，研究了内禀与Rashba自旋轨道耦合的竞争，确定了Rashba自旋劈裂与量子自旋霍尔相共存的条件，为设计增强自旋电子学能力的拓扑绝缘体提供指导。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Four-Step Evolution of Spin-Hall Conductance: Tight-Binding Electrons with Rashba Coupling in a Magnetic Field
在磁场中，紧束缚晶格电子与Rashba自旋轨道耦合（SOC）表现出一种有趣的磁输运性质。使用助焊剂强度$ϕ={2π/N}$（$N$是整数）和塞曼分裂固定，当增加Rashba SOC $λ$时，自旋霍尔和电荷霍尔电导（SHC和CHC）经历了四步演化：SHC在$λ_{c}$的三个临界点处出现与尺寸相关的共振和跳跃，在$λ_{c1}$和$λ_{c3}$处改变符号;而CHC在$-Ne^2/h$、$+2Ne^2/h$和$-Ne^2/h$作用下表现出三次量子跃迁。这种四步演化也反映在圆柱系统边缘态的拓扑特征和自旋极化上，并且对弱无序具有鲁棒性。
2007-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant Spin and Charge Hall Effects in 2D Electron Gas with Unequal Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Couplings under a Perpendicular Magnetic Field
研究了在垂直磁场作用下具有不等Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的二维复杂电子系统。在较宽的磁场范围内得到了自旋极化。结果表明，这样的系统是很难磁化的。我们还发现，在一定的磁场下，共振电荷电导和自旋霍尔电导同时发生，两个（近）简并朗道能级被部分填充。共振霍尔效应在这类半导体材料中具有普遍性，在半导体自旋电子学中具有潜在的应用价值。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Helicity controlled spin Hall angle in the 2D Rashba altermagnets
该研究基于量子线性响应理论分析二维 Rashba 交变磁体，揭示自旋—轨道与交变磁交换作用可在能带交叉点以下显著增强自旋霍尔角。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall conductivity of a spin-polarized two-dimensional electron gas with Rashba spin-orbit interaction and magnetic impurities
利用Kubo公式计算了具有Rashba型自旋轨道相互作用的自旋极化二维电子系统的自旋霍尔电导率。在非极化电子系统的情况下，自旋霍尔电导率完全由费米能级的状态决定，这是一种在磁性杂质存在时仍然存在的性质。在干净的限制，自旋霍尔电导率单调下降的塞曼分裂，由磁场产生的电子自旋的有序效应的结果。在磁性杂质的存在下，自旋相关散射决定了速度算符的完全缀饰顶点修正的静态部分的有限重整化，导致σ sH的增强，这与自旋无关无序的情况相反。研究了σ_{sH}随Rashba耦合和塞曼分裂强度的变化。
2007-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-current-related magnetoresistance in epitaxial Pt/Co bilayers in the presence of spin Hall effect and Rashba-Edelstein effect
我们分析了实验获得的自旋电流相关的磁电阻在外延Pt/Co双层膜通过使用漂移扩散模型，结合体自旋霍尔效应和界面Rashba-Edelstein效应（REE）。的磁阻分析产生，为Pt/Co接口，一个温度无关的Rashba参数的顺序为1 e-11 eV m，同意与理论计算，随着一个有效的界面REE厚度为几埃，这是在整体上与我们以前的自旋轨道扭矩分析一致。特别是，我们的研究结果表明，体和界面电荷自旋电流相互转换需要考虑的自旋电流相关的磁阻分析在高导电磁性异质结构，如外延Pt/Co双层。
2021-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A kinetic equation approach to the anomalous Hall effect in a diffusive Rashba two-dimensional electron system with magnetization
本文提出了一种双带动力学方程方法来研究均匀磁化下Rashba二维电子系统的反常霍尔效应。在自洽玻恩近似下考虑了电子与杂质的散射。结果表明，无杂质密度的反常霍尔电导率是由费米面下和费米面附近的电子态分别引起的本征机制和无序机制引起的.内在机制涉及到一个直流场诱导的过渡过程，或者换句话说，一个线性稳态拉比过程。无序介导的一个对应于杂质和参与纵向传输的电子之间的散射。数值上，反常霍尔电导率的自旋-轨道耦合常数和磁化强度的依赖关系被证明为短期和长期的碰撞。
2005-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The fundamental differences between Quantum Spin Hall edge-states at zig-zag and armchair terminations of honeycomb and ruby nets
结合分析和数值方法，我们调查的拓扑保护的自旋过滤边缘状态的量子自旋霍尔态的蜂窝和红宝石网锯齿形（ZZ）和扶手椅（AC）边缘的色散。我们发现，螺旋边态的费米速度的ZZ边缘的自旋轨道耦合（SOC）的强度线性增加，而AC边缘的费米速度是独立的SOC。此外，边缘状态到体的衰减长度是显着不同的AC和ZZ边缘，显示对SOC的反函数依赖。
2013-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-valley-coupled quantum spin Hall insulator with topological Rashba-splitting edge states in Janus monolayer $\mathrm{CSb_{1.5}Bi_{1.5}}$
利用拓扑绝缘相实现自旋极化态和谷极化态的结合，对于促进拓扑物理、自旋电子学和谷电子学的奇妙结合具有重要意义。本文在Janus单层$\mathrm{CSb_{1.5}Bi_{1.5}}$中预测了自旋谷耦合量子自旋霍尔绝缘体（svc-QSHI）的动态、机械和热稳定性。不等价的谷具有相反的Berry曲率和自旋矩，这可以产生自旋谷霍尔效应。在布里渊区中心，由于缺少水平镜像对称性，可以观察到Rashba型自旋分裂。此外，单层$\mathrm{CSb_{1.5}Bi_{1.5}}$显示出独特的Rashba分裂边缘状态。在广义梯度近似（GGA）水平下，谷点处的能带隙和自旋分裂都大于室温下的热能（25 meV），这对于室温下的器件应用是非常重要的。证明了自旋谷耦合和非平凡量子自旋霍尔（QSH）态是鲁棒的双轴应变。我们的工作为实现拓扑物理、自旋电子学和谷电子学的集成提供了一个新的平台。
2021-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism and quantum anomalous Hall effect in one-side-saturated buckled honeycomb lattices
最近合成的硅烯以及理论上讨论的锗烯是屈曲蜂窝结构的例子。屈曲结构允许人们操纵蜂窝结构的两个底层子晶格之间的不对称性。在这里，以锗烯为原型的屈曲蜂窝晶格，我们探讨通过饱和的化学键一侧的屈曲蜂窝晶格的亚晶格对称性破坏所引起的磁性。结果表明，当一侧化学键分数饱和时，在半填充处总是存在两个窄带。此外，窄带一般支持在哈伯德$U$相互作用的存在下的平带铁磁性。感应磁化强度与饱和分数直接相关，因此可以通过饱和分数控制其大小。最重要的是，我们发现，依赖于饱和分数，基态的一侧饱和锗烯可能成为一个量子反常霍尔（QAH）绝缘体的特征在于陈数为零，为更大的磁化。较小磁化强度的非零陈氏数意味着相关的量子霍尔效应倾向于在高温下存活。我们的研究结果提供了一个潜在的方法，工程扣蜂窝结构成高温QAH绝缘体。
2014-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single Dirac-Cone State and Quantum Hall Effects in Honeycomb Structure
蜂窝晶格系统具有四种类型的狄拉克电子，对应于自旋和谷自由度。我们考虑一个只包含一种无质量电子和三种有质量电子的态，我们称之为单狄拉克锥态。我们分析了在这种状态下的量子霍尔（QH）效应。我们对Chern数和spin-Chern数作了详细的研究。我们明确了石墨烯中发现的非常规QH效应的起源。我们还证明了在磁场中，单Dirac锥态可以具有任意大的自旋陈数。反铁磁过渡金属氧化物在电场作用下或具有反铁磁有序结构的硅烯在电场作用下都会产生这种状态。
2013-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect in infinitely large and finite-size diffusive Rashba two-dimensional electron systems: A helicity-basis nonequilibrium Green's function approach
采用非平衡格林函数方法研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维电子扩散系统中的自旋霍尔效应。在自洽玻恩近似下考虑电子与杂质的长程散射势，我们发现自旋霍尔效应是由两种不同的带间极化引起的：一种是由电场直接引起的与无序无关的极化，另一种是由电子与杂质的散射引起的极化.与无序无关的极化与费米面以下的所有电子态相关，并产生原始的本征自旋霍尔电流，而无序介导的极化则与费米面附近的电子态的贡献有关，并对自旋霍尔电流产生额外的贡献。在扩散制度，总自旋霍尔电导率消失在{ \it无限大}样品，独立于温度的自旋轨道耦合常数，杂质密度，和特定形式的电子杂质散射势。然而，在{ \it有限尺寸} Rashba二维半导体中，自旋霍尔电导率不再总是消失。取决于微米范围内的样品尺寸，它可以是正的、零的或负的，最大绝对值在低温下达到$e/8π$数量级。随着样品尺寸的增加，总自旋霍尔电导率振荡的幅度减小。我们还讨论了不同尺寸样品的自旋霍尔电导率的温度依赖性。
2006-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant interfacial spin-Hall angle from Rashba-Edelstein effect revealed by the spin-Hall Hanle processes
该研究利用自旋霍尔Hanle效应表征Pt/铁电界面，证明Rashba-Edelstein效应可使界面自旋霍尔角达到约0.3，显著增强自旋-电荷转换。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boundary spin Hall effect in a two-dimensional semiconductor system with Rashba spin-orbit coupling
我们推导了具有不同强度的Rashba自旋轨道（SO）耦合$α$和平行于界面的电场的二维电子系统之间的传输界面处的耦合自旋电荷扩散方程的边界条件。我们考虑自旋扩散长度l_s比电子平均自由程l长的极限，并假设$α$在l_s尺度上不连续变化。我们发现自旋密度在ls尺度上也是不连续的。在电子迁移率跨界面恒定的情况下，这导致完全抑制从具有$α\neq0$的区域到具有$α=0$的非SO区域的预期自旋注入。
2007-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Rashba Spin-Orbit Coupling and High-Temperature Quantum Anomalous Hall Effect in Re-Intercalated Graphene/CrI$_3$ Heterostructure
本文通过理论计算证明Re插层石墨烯/CrI₃异质结可诱导大Rashba自旋轨道耦合并打开能隙，实现高温量子反常霍尔效应，为石墨烯基低功耗电子器件应用奠定基础。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-polarized Quantum Anomalous Hall and Topological Metal Phase in Rashba induced pseudospin-1 lattice
该研究探究交错电势与磁化下Rashba诱导赝自旋1 Dice晶格的拓扑相变，发现两类独特相变并经多种计算验证，为二维赝自旋1系统拓扑相研究和反手性边缘态探索提供新平台。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological monopole's gauge field induced anomalous Hall effect in artificial honeycomb lattice
人工蜂窝晶格中的涡旋磁结构提供了一个独特的平台来探索由于手性磁化通过直接相互作用赋予循环电子的额外Berry相位曲率而产生的涌现性质。我们认为，虽然平行排列的磁分量导致量子化的磁通的Berry球的中心，在平面内的涡旋循环的磁化引起了意想不到的非平凡的拓扑Berry相位由于规范场变换。这种前所未有的效应表明了矢势在多连通几何系统中的重要性。通过坡莫合金蜂窝晶格上的霍尔电阻测量，获得了对所提出假设的实验证实。对面内手征引起的拓扑规范变换的研究揭示了霍尔电阻$R_{xy}$作为垂直场函数的反常准振荡行为。$R_{xy}$的振荡性质是由于平衡电流的波动作为费米波矢$k_F$的函数，在本文中提出的新配方设想。我们的协同方法表明，人工可调的纳米结构材料提供了新的远景，探索拓扑现象的强大的根本重要性。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect and Berry phase in two dimensional electron gas
研究了具有Rashba型和Dresselhaus型自旋轨道耦合的高迁移率二维电子系统的自旋霍尔效应。通过Rashba耦合或Dresselhaus耦合产生垂直于电场的自旋电流。自旋霍尔电导与耦合强度无关，但其符号由两种耦合的相对比值决定。通过调节Rashba耦合来调节垂直于二维平面的表面电场的大小，可以控制自旋电流的方向。观察到自旋霍尔电导与导电电子的Berry相有密切关系。
2004-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Even-integer Quantum Hall Effect in an Oxide Caused by Hidden Rashba Effect
本文研究Bi2O2Se薄膜的量子霍尔效应，发现较厚薄膜因隐藏Rashba效应仅呈现偶数量子霍尔态，而生长于SrTiO3上的单原胞Janus薄膜因全局Rashba效应同时呈现奇偶量子霍尔态。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effects with High Spin-Chern Numbers in Buckled Honeycomb Structure with Magnetic Order
作为拓扑绝缘体，量子霍尔（QH）效应由陈数和自旋陈数$\mathcal{C}$和$\mathcal{C}_{\text{spin}}$表示。在传统的QH系统中，我们只有$\mathcal{C}_{\text{spin}}=0$或$\pm \frac{1}{2}$。我们研究了一般单层蜂窝系统中的QH效应。我们通过探索晶格理论中的霍夫施塔特蝶形图和低能狄拉克理论中的扇形图来寻找自旋分辨的特征图案。Chern数和自旋-Chern数是根据晶格理论中的体积-边缘对应和狄拉克理论中的Kubo公式计算的。结果表明，对于某些具有屈曲结构和磁序共存的QH系统，自旋-陈数可以取任意大的值。这是一种新型的拓扑绝缘体。样品可以由具有铁磁有序的硅烯和具有反铁磁有序的过渡金属氧化物提供。
2013-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Approximate SU(4) spin models on triangular and honeycomb lattices in twisted AB-Stacked WSe$_2$ homo-bilayer
本文利用连续介质模型和Wannier轨道构造方法，导出了AB-堆叠扭曲WSe $_2$同质双层薄膜窄莫尔带的晶格模型。以前的工作表明，一个近似的SU（4）哈伯德模型可以通过结合自旋和层，因为层间隧穿抑制由于自旋$S_z$守恒。然而，Rashba自旋轨道耦合（SOC）被忽略在以前的分析。在这里，我们表明，一个Rashba SOC的合理幅度可以诱导有限的，但非常小的层间跳跃在最终的晶格哈伯德模型。在全填充$n=1$，我们推导出一个自旋层模型的三角形晶格在大U极限的层间隧道有助于作为一个亚晶格依赖的横向伊辛场的层赝自旋。然后，我们表明，$n=2$莫特绝缘体也被捕获的近似SU（4）自旋模型，但现在蜂窝晶格。我们评论的可能性狄拉克自旋液体（DSL）和竞争相由于SU（4）各向异性条款。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing orbital currents through inverse orbital Hall and Rashba effects
Universidade Federal de Pernambuco（巴西伯南布哥联邦大学）；Pontifícia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Universidade Federal de Viçosa（巴西维索萨联邦大学）
研究金属和半导体材料中轨道到电荷转换，揭示逆轨道Hall效应和逆轨道Rashba效应的核心作用，通过SP-FMR和SSE检测轨道电流，发现氧化铜增强信号，提取轨道扩散长度，证实轨道传输存在。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in Rashba two-dimensional electron systems based on narrow-band semiconductors: side-jump and skew scattering mechanisms
采用螺旋基动力学方程方法研究了二维窄带半导体中的反常霍尔效应，同时考虑了Rashba耦合和非本征自旋轨道（SO）耦合，以及由外加驱动电场直接诱导的SO耦合.考虑到电子-杂质的长程散射，在第二玻恩近似下，我们发现反常霍尔电流的各种成分可分为两类：（a）侧跳反常霍尔电流和（b）斜散射反常霍尔电流。侧跳的反常霍尔电流不仅包括来自非本征SO耦合的贡献，还包括来自驱动电场引起的SO耦合的贡献。它还包含一个组件，这是由Rashba SO耦合，并涉及到非对角元素的螺旋基分布函数。斜散射反常霍尔效应是由分布函数对角元的各向异性引起的，它是Rashba相互作用和非本征SO相互作用共同作用的结果。进一步，我们对典型的InSb/AlInSb量子阱中的反常霍尔效应进行了数值计算。侧跳和斜散射异常霍尔电导率的磁化强度和Rashba SO耦合常数的依赖关系进行了研究。
2006-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Manipulating Giant Rashba Valley Splitting and Quantum Hall States in Few-Layer Black Arsenic by Electrostatic Gating
在非中心对称的二维电子系统中，当自旋轨道耦合（SOC）与库仑相互作用、能带拓扑和外部调制力等动力学相互作用时，可能会出现激发现象。表现为巨大的Rashba谷分裂和奇异的量子霍尔态（QHS）可逆控制的静电门控。这一不寻常的发现源于BAs的褶皱正方形晶格，其中重$4p$轨道形成具有$p_{z}$对称性的高度不对称的$Γ$谷和$p_{x}$起源的$D$谷，分别位于布里渊区（BZ）中心和$X$的时间反演不变动量附近。当结构反转对称性被垂直电场破坏时，巨大的Rashba SOC被激活为$p_{x}$带，以产生与时间反转对称性相关的强自旋极化$D^{+}$和$D^{-}$谷，与受$p_{z}$对称性约束的弱$Γ$ Rashba带共存。有趣的是，强斯塔克效应显示出对$D$相同的$p_{x}$ -轨道选择性，共同移动$D^{\pm}$谷的价带最大值以超过$Γ$袋。SOC和斯塔克之间的这种协调效应使我们能够实现二维空穴气的门可调自旋谷操纵，正如QHS中非常规磁场触发的偶奇跃迁所揭示的那样。对于电子掺杂，量子化的$Γ$ Rashba频带的特征在于由特殊的密度依赖的带拓扑结构的过渡从两个抛物线谷到一个独特的内外螺旋结构时，载流子浓度增加。
2020-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac-Rashba fermions and quantum valley Hall insulators in graphene-based 2D heterostructures
本研究通过第一性原理和有效低能模型，在石墨烯/TMD异质结构中实现Dirac-Rashba费米子与量子谷霍尔效应，为二维异质结构的新奇物性探索提供基础。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall Effect in Graphene from Rashba and Exchange Effects
我们研究了在石墨烯中实现量子反常霍尔效应的可能性。我们发现，一个整体的能隙可以打开Rashba自旋轨道耦合和交换场的存在下。我们计算了Berry曲率分布，发现价带的Chern数不为零，证明了无带隙边态的存在。受这一发现的启发，我们还研究了，通过第一性原理方法，一个具体的例子，石墨烯与铁原子吸附在顶部，得到相同的结果。
2010-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Topological states in multi-orbital HgTe honeycomb lattices
对石墨烯的研究揭示了蜂窝晶格中出现的显著现象。然而，由于自旋轨道耦合不够强，在石墨烯和其他轻元素蜂窝结构中无法观察到在K点预测的量子自旋霍尔效应。在这里，我们从理论上表明，二维蜂窝晶格的碲汞可以结合蜂窝几何形状和强自旋轨道耦合的影响。实验上可通过掺杂获得的导带可以通过如石墨烯中的紧束缚晶格模型来描述，但是包括多轨道自由度和自旋轨道耦合。这将导致非常大的拓扑间隙（高达35毫电子伏）和一个平坦的带脱离他人。由于这种平坦的能带和相当大的库仑相互作用，HgTe的蜂窝结构构成了一个有前途的平台，用于观察分数陈绝缘体或分数量子自旋霍尔相位。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Hall signatures of non-Kitaev spin liquids in honeycomb Kitaev materials
激励最近激增的Kitaev材料讨论的场驱动现象，特别是有限的热霍尔效应的实验观察和理论建议的出现额外的自旋液相超出常规Kitaev自旋液体，我们开发的热霍尔效应的理论理解蜂窝Kitaev材料在磁场。我们的重点是具有自旋费米表面的无带隙U（1）自旋液体，它已被证明是场诱导相。我们证明，在存在的自旋允许的，第二邻居Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用这些自旋液体引起一个有限的，非量子化的，热霍尔电导在磁场。这种热霍尔效应的微观起源可以追溯到Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和塞曼耦合的相互作用，它产生了内部U（1）规范通量，扭曲了出射自旋子的运动。我们认为，这种非量子化的热霍尔效应是一个通用的响应Kitaev模型的耦合范围。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valley-polarized quantum anomalous Hall phases and tunable topological phase transitions in half-hydrogenated Bi honeycomb monolayers
基于第一性原理计算，我们在半氢化Bi蜂窝单层膜中发现了新颖的谷极化量子反常霍尔（VP-QAH）相，在适当的屈曲角下，该相具有-0.19 eV的大禁带，并在自发磁化驱动下发生了可调的拓扑相变.根据磁化方向，可以出现四个不同的相，即，VP-QAH两相，铁磁绝缘态和金属态。当磁化从+ $\mathbf{z}$方向反转到- $\mathbf{z}$方向时，伴随着陈数的符号变化（从-1到+1），手征边缘状态从谷$K$移动到$K'$。我们的研究结果提供了一个平台，设计无耗散电子和谷电子在一个更强大的方式，通过调整的磁化方向。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Intrinsic nonlinear Hall effect in two-dimensional honeycomb topological antiferromagnets
本研究针对二维蜂窝拓扑反铁磁体，基于PT对称反铁磁Kane-Mele模型探究本征非线性霍尔效应的演化规律，揭示其拓扑相变行为、谷极化特性及检测奈尔矢量方向的条件，为该效应研究提供理想材料体系。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Topological phases in gated bilayer graphene: Effects of Rashba spin-orbit coupling and exchange field
系统研究了Rashba自旋轨道耦合、层间电势差和交换场对双层石墨烯拓扑性质的影响。在只有Rashba自旋-轨道耦合和层间电势差的存在下，由于面外反转对称性的破坏而导致的带隙开放提供了通过改变外部栅极电压来实现可调谐拓扑相变的新可能性。在$AB$ -堆叠双层石墨烯中发现了二维$Z_2$拓扑绝缘体相和量子谷Hall相，并得到了它们在Dirac点附近的有效低能哈密顿量.对于$AA$堆叠，我们没有发现任何拓扑绝缘体相存在的大Rashba自旋轨道耦合。当交换场也打开时，双层系统表现出丰富多样的拓扑相，包括量子反常霍尔相，我们得到的相图作为Rashba自旋轨道耦合，层间电势差，和交换场的函数。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect in prototype Rashba ferroelectrics GeTe and SnTe
铁电Rashba半导体（FERSC）是近年来新兴的一类自旋电子学材料。自旋和极性自由度之间的特殊耦合导致了一些特殊的性质，包括Rashba自旋织构的铁电切换，这表明电子的自旋可以仅通过使用电场来控制。在这方面，最近的实验研究揭示了两个原型的FERSC，碲化锗和碲化锡的电荷到自旋的相互转换现象，出现非常相关。在这里，我们采用密度泛函理论计算，研究自旋霍尔效应（SHE）在这些材料中，并表明它可以是大的铁电或顺电结构。我们进一步探讨了在半导体中实际实现SHE所需的掺杂与确定FERSC中Rashba相关现象的极性畸变之间的兼容性，但自由载流子可以抑制这种兼容性。基于对这些材料中驱动铁电性的孤对电子的分析，我们发现GeTe中的极性位移可以持续到超过$\sim 10^{21}$ /cm $^{3}$的临界空穴浓度，而SnTe中的微小畸变在最小掺杂水平下消失。最后，我们估计了掺杂结构的自旋霍尔角，并证明了自旋霍尔效应确实可以在极性相中实现。我们相信，自旋霍尔效应、Rashba自旋织构和铁电性共存于一种材料的证实，将有助于设计新型的无磁场工作的多功能自旋电子学器件。
2019-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Quantum spin Hall effect and topological phase transitions in honeycomb antiferromagnets
虽然量子自旋霍尔（QSH）效应和反铁磁序构成了将基本自旋电子学概念嵌入未来技术的两个最有前途的现象，但迄今为止已知的几乎所有QSH绝缘体都是非磁性的。基于紧束缚理论和第一性原理理论，我们预测了二维蜂窝晶格反铁磁体由于时间反演和空间反演的对称性而表现出的QSH效应.我们确定功能化的锡膜实验上可行的例子，揭示了大的带隙，使这些系统的理想能源效率的自旋电子学应用。值得注意的是，我们发现，拉伸应变可以调整这些材料中的磁序，伴随着从QSH到量子反常霍尔相的拓扑相变。
2017-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Temperature- dependence of anomalous Hall conductivity in Rashba-type ferromagnets
Rashba模型的适用性和有用性已通过自旋电子学领域的最新观察得到扩展，例如铁磁（FM）金属和非磁性（NM）金属之间结界面处的自旋轨道扭矩以及垂直异常磁电阻（AMR）异质结构（例如FI/NM或FM/NI（I表示绝缘体））。特别是，垂直AMR效应的观察激发了人们对界面处Rashba型自旋轨道相互作用（SOI）的进一步兴趣。因此，交换分裂（EXS）的Rashba模型被认为不仅是一个有效的物理模型的理解，但也反映了目前的自旋电子器件中的实际双层系统。在本工作中，我们首先研究了Rashba型铁磁体的反常霍尔电导（AHC）的温度依赖性，考虑自旋涨落的影响内的无序局域矩（DLM）计划。我们观察到的最显著的特征是，本征AHC随着温度的升高而增加。这可以从自旋手征的角度来理解，这表明当SOI远小于EXS时，AHC随着EXS的减小而增加。费米表面项的非本征部分也随着温度的升高而增加，并且具有较大的贡献，与本征部分的贡献相当。虽然，这样的行为还没有被实验观察到，我们认为，在这项工作中发现的物理图像可能潜伏在一个反常的霍尔效应在Rashbe型铁磁体。
2017-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Disorder effects on the spin-Hall current in a diffusive Rashba two-dimensional heavy-hole system
利用非平衡格林函数方法研究了具有Rashba自旋轨道耦合的二维重空穴系统中的自旋霍尔效应。在自洽玻恩近似下考虑了短程和长程无序散射。我们发现，在长程碰撞的情况下，无序介导的过程导致增强的自旋霍尔电流在高重空穴密度，而短程散射，它给出了一个消失的贡献。这一结果表明，最近在实验中观察到的自旋霍尔效应是本征和无序介导贡献的总和。我们还计算了自旋霍尔电导率的温度依赖性，这表明随着温度的升高而降低。
2005-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Prediction of Near-Room-Temperature Quantum Anomalous Hall Effect on Honeycomb Materials
最近，这种长期寻求的量子反常霍尔效应在磁性拓扑绝缘体中实现了。然而，对极低温度（约30 mK）的要求阻碍了实际应用。基于\textit{ab-initio}的能带结构计算，我们提出了一个量子反常霍尔平台，其能隙分别为0.34和0.06 eV.通过控制表面功能化而不是稀磁掺杂，在蜂窝结构的一个子晶格中形成铁磁有序，这有望在实验中通过自旋极化STM可视化。固有的QSH态和铁磁性之间的强耦合导致相当大的交换分裂，从而导致具有大的能隙的FM绝缘体。Sn和Ge晶格的平均场居里温度分别为243和509 K。大的能隙和高的居里温度表明QAH效应在近室温甚至室温区是可行的。
2014-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Experimental Demonstration of the Co-existence of the Spin Hall and Rashba Effects in beta-Tantalum/Ferromagnet Bilayers
我们已经在室温下使用FMR技术测量了β-Ta/Co_（20）Fe_（60）B_（20）双层膜的自旋扭矩与Ta厚度的关系。自旋霍尔系数的计算都从观察到的变化与Ta厚度的铁磁体的阻尼系数，并从FMR信号的对称和反对称分量的比率。这两种方法的结果分别得出自旋霍尔系数为-0.090+/-0.005和-0.11+/-0.01。我们还确定了一个显着的面外自旋扭矩来自Ta，这是恒定的Ta厚度。我们将此归因于界面自旋轨道耦合，或Rashba效应，由于强度和恒定的扭矩与Ta厚度。通过将测量数据拟合到包括界面自旋轨道耦合的模型，我们确定β-钽的自旋扩散长度为~2.5 nm。
2014-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Topological phase transition and nontrivial thermal Hall signatures in honeycomb lattice magnets
我们从长程磁序和自旋分裂之间的相互作用，以及塞曼耦合下的外部磁场，在蜂窝晶格磁体的自旋能带拓扑结构和工程。Néel序和磁场的协同作用可以重构自旋带，并驱动从长程有序和具有半子拓扑序的手征自旋液体共存相到常规磁序的拓扑相变.我们的预测可以立即通过热霍尔传输测量蜂窝晶格磁体之间被调谐到接近量子临界点进行测试。我们的理论也应该阐明蜂窝Kitaev材料与紧急马约拉纳费米子带的临界行为。我们提出了一个可能的相关性自旋1/2蜂窝状自旋液体候选材料在$_3$铜$_2$钒$_9$。
2020-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exploring nonlinear Rashba effect and spin Hall conductivity in Janus MXenes W2COX (X = S, Se, Te)
本文通过第一性原理计算研究二维Janus材料W2COX（X=S, Se, Te）中非线性Rashba效应，发现需引入三阶动量项才能描述其自旋劈裂，并揭示其拓扑非平庸性质带来的可观自旋霍尔电导率和自旋霍尔角，展示了其在自旋电子器件中的应用潜力。
2024-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tuned Anomalous Hall Effect Driven by Rashba Splitting in Intermixed LaAlO3/GdTiO3/SrTiO3
反常霍尔效应（Anomalous Hall Effect，AHE）是研究SrTiO 3基氧化物异质结构界面二维电子系统性质和行为的重要物理量。AHE的出现通常被解释为铁磁性的特征，但顺磁体也可能有助于AHE的出现，这一点越来越清楚。在低于10 K的温度下，通过测量LaAlO_3/GdTiO_3/SrTiO_3混合体系，研究了磁性离子的影响。我们发现，作为门电压的函数，系统经历了一个Lifshitz转变，而在同一时间的发病AHE观察。然而，我们没有观察到明显的铁磁性迹象。我们认为，AHE是由于在Lifshitz过渡的Rashba自旋轨道耦合的变化，并得出结论，也是在低温和高磁场下容易极化的顺磁矩导致AHE的存在，这需要考虑到提取载流子密度和迁移率时。
2020-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Floquet-induced anisotropic magnetoresistance and anomalous Hall effect in 2D $d$-wave altermagnets with Rashba spin-orbit coupling
Georgetown University（乔治城大学）；Johannes Gutenberg-University Mainz（美因茨约翰内斯古腾堡大学）
通过Floquet工程在二维$d$波交错磁体中实现平衡态禁阻的输运响应，包括纵向各向异性磁电阻和反常霍尔效应，双色光还可激活横向各向异性磁电阻，且无需强静磁场。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interfacial Rashba magnetoresistance of two-dimensional electron gas at LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
本文报道了二维电子气中LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面磁电阻的角度依赖性。我们发现这种界面磁电阻表现出类似的角度依赖性的自旋霍尔磁电阻在铁磁体/重金属双层膜，这是迄今为止已经讨论的框架下的重金属层的体自旋霍尔效应。所观察到的磁电阻与包括Rashba自旋轨道耦合和交换相互作用的理论模型计算定性一致。我们的研究结果表明，磁界面的自旋轨道耦合可以产生一个不可忽视的贡献的自旋霍尔磁电阻和界面的自旋轨道耦合效应，因此是关键的理解各种自旋轨道耦合相关的现象在磁性/非磁性双层膜。
2017-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic higher-order topological states in 2D honeycomb Z_2 quantum spin Hall insulators
Institute of High Pressure Physics, School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院高压物理研究所）
研究揭示二维蜂窝Z_2量子反铁电绝缘体中存在高阶拓扑态，通过计算和建模发现其在纳米带和鳞片中的独特边缘与角态特性。
2025-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Robust Room-Temperature Quantum Spin Hall Effect in Methyl-functionalized InBi honeycomb film
二维III-V族蜂窝薄膜由于其在量子计算和纳米电子学等领域的潜在应用而引起人们极大的兴趣。寻找具有高结构稳定性和大禁带宽度的二维III-V族薄膜是利用量子自旋霍尔效应实现无耗散输运边态的关键。基于第一性原理计算，我们预测，甲基官能化的InBi单层（InBiCH 3）没有动态不稳定性，并主机QSH态的带隙高达0.29 eV，表现出有趣的电子行为，适用于室温应用。通过s-pxy能带反转、拓扑不变的Z2数和时间反演对称性保护的螺旋边态证实了其拓扑特性。值得注意的是，QSH状态是可调的，并且对机械应变、电场和不同水平的甲基覆盖度具有鲁棒性。我们还发现，在h-BN衬底上负载的InBiCH 3保持了一个非平凡的QSH态，它包含了位于衬底带隙内的边缘态。这些发现表明，甲基官能化的III-V族薄膜可能是一个很好的QSH平台，用于自旋电子学中的器件设计和制造。
2016-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Rashba spin-orbit interaction induced modulation of magnetic anisotropy
在过去的几十年里，Rashba自旋轨道耦合（SOC）已经成功地用于量子氧化物界面处奇异现象的出现。在这些系统中，电荷转移，打破对称性和SOC的综合作用产生有趣的界面磁性和输运性质。在这里，我们提供了一个洞察，以控制和调整的CaMnO 3/CaIrO 3为基础的3d-5d氧化物异质结构的界面现象的电荷转移驱动的Rashba SOC。在这些倾斜的反铁磁异质结构中的异常霍尔效应源于与电子能带结构的拓扑结构的本征贡献，它主要局限于界面。Rashba SOC重构了Berry曲率，并将反常霍尔电导率提高了两个数量级。从各向异性磁阻测量，我们表明，Rashba SOC是有助于定制磁各向异性，磁化易轴旋转从面外方向的面内方向。调谐Rashba SOC和所产生的竞争磁各向异性的能力提供了一种操纵电子能带结构的途径，用于自旋轨道电子学应用中有用的非平凡自旋织构的起源。
2022-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit coupling and perpendicular Zeeman field for fermionic cold atoms: observation of the intrinsic anomalous Hall effect
提出了一种利用原子与激光场的耦合，在简谐势阱中同时产生Rashba自旋轨道耦合和垂直塞曼场的方案. Rashba自旋轨道耦合和垂直塞曼场的实现为利用冷费米子原子探索许多拓扑现象提供了机会。我们专注于本征反常霍尔效应，并表明，它可以通过观察到的原子密度的谐振子陷阱的旋转的响应。
2010-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Tuning the band topology and topological Hall effect in skyrmion crystals via the spin-orbit coupling
本文提出通过改变 Rashba 自旋轨道耦合（SOC）强度来调控 skyrmion 晶体的能带拓扑与拓扑霍尔电导率，发现 SOC 变化可引发绝缘体相变、反转霍尔电流方向，且该机制同样适用于 Dresselhaus 和 Weyl SOC。
2025-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other quant-ph
