Population inversion and Dirac fermion cooling in 3D Dirac semimetal Cd$_3$As$_2$
揭示三维狄拉克费米子在光激发下的超快动力学对于基础科学和器件应用都是至关重要的。到目前为止，三维狄拉克费米子的冷却与二维（2D）狄拉克费米子的冷却有何不同以及是否存在粒子数反转是有待回答的基本问题。在这里，我们揭示了超快动力学狄拉克费米子在一个模型的三维狄拉克半金属镉$_3$作为$_2$的超快时间和角度分辨光电子能谱（TRARPES）与可调探测光子能量从5.3 - 6.9 eV。能量和动量分辨的弛豫速率显示出对能量的线性依赖性，表明狄拉克费米子冷却通过带内弛豫。此外，人口反转报告的基础上观察到的累积光激发载流子的导带中的寿命为$τ_n$ = 3.0 ps。我们的工作为3D狄拉克半金属中的长寿命粒子数反转提供了直接的实验证据，这与2D石墨烯相反，其中带间弛豫发生在更快的时间尺度上。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall
Externally controlled high degree of spin polarization and spin inversion in a conducting junction: Two new approaches
我们提出了两种新的方法来调节自旋极化和自旋反转在一个紧束缚的框架内基于波导理论的导电结。该系统包括耦合到两个非磁性电极的在位置电势中具有有限调制的磁量子环。由于非常接近，在电极之间建立了额外的隧穿，这显著地调节了电子传输。与此同时，与站点电位相关联的相位可以在外部进行调谐，从而产生受控的传输概率。我们的结果是有效的参数值的范围很广，这表明我们的主张的鲁棒性。我们坚信，所提出的模型可以在实验室中实现。
2018-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective probing of hidden spin-polarized states in inversion-symmetric bulk MoS2
自旋和角度分辨的光电子能谱被用来揭示一个大的自旋极化是可观察到的散装中心对称过渡金属二硫属化物MoS2。研究发现，通过改变入射圆偏振光的旋向性，可以使测量的自旋极化反转。基于光电发射的三步模型的计算表明，谷和层锁定自旋偏振电子态可以通过圆偏振光选择性地寻址，因此提供了一种新的途径来探测反对称系统中的这些隐藏的自旋偏振态，如Zhang等人[Nature Physics 10，387（2014）]所预测的。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Relaxation in Quasi-1D GaAs Mesowires: Control via Electric Field and Aspect Ratio
我们报告的GaAs准一维介线的自旋弛豫的测量，依赖于自旋噪声光谱，从而增加到现有的体的自旋弛豫研究在散装，二维和零维系统。除了温度和磁场的依赖性，我们修改的自旋弛豫时间，通过施加的电场和纵横比的中间线，这表明可扩展的自旋电子器件具有可控的自旋弛豫是可以实现的。总的来说，我们观察到更高的自旋弛豫时间相比，散装与自旋噪声表现出Dyakonov-Perel散射和其他散射行为的中间线。光谱自旋噪声数据部分解释通过Glazov-Sherman模型，其中，扩散和弹道自旋弛豫占。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Peculiarities of Spin Polarization Inversion at a Thiophene/Cobalt Interface
我们用从头计算方法研究了噻吩分子与钴衬底界面处的自旋极化。我们发现，减少对称性的存在下的硫原子（在噻吩分子）导致一个强烈的空间依赖性的分子的自旋极化：两个远离硫的碳原子获得相反的极化基板，而直接键合到硫的碳原子具有相同的极化基板。我们确定这种奇特的自旋接口属性的起源，以及它对自旋输运的影响。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Characterization of spin relaxation anisotropy in Co using spin pumping
铁磁体被认为表现出强烈的各向异性自旋弛豫，自旋纵向磁化的弛豫长度显著长于自旋横向磁化的弛豫长度。在这里，我们使用自旋泵的贡献Gilbert阻尼非共线磁化的Py $_{1-x}$ Cu $_{x}$ /Cu/Co三层结构的自旋弛豫的各向异性的特征。在垂直于薄膜平面的场偏置下，Py $_{1-x}$ Cu $_{x}$和Co之间的静态磁化角可以控制从Py $_{1-x}$ Cu $_{x}$泵入Co的纵向和横向自旋电流的投影。拟合扩散输运模型得到Co中的纵向自旋弛豫长度$< 2$ nm。发现的纵向自旋弛豫长度比那些小一个数量级由电流垂直于平面的巨磁阻测量确定，但与横向自旋弛豫长度在Co确定的自旋泵。
2016-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin accumulation and dynamics in inversion-symmetric van der Waals crystals
在时间反演对称性的存在下，反转对称材料被禁止在其能带结构中显示整体自旋织构。然而，在单层内缺乏反转对称性的范德华材料中，已经提出层相关的自旋织构可以产生耦合的自旋层自由度。在这里，我们使用反转对称的WSe $_{2}$和MoSe $_{2}$块体晶体中的时间分辨克尔旋转来研究这种自旋层极化并揭示其动力学。我们的测量结果表明，自旋层弛豫时间在WSe $_2$是有限的声子散射在高温下，层间跳跃可以调谐由一个小的面内磁场在低温下，提高弛豫速率。我们发现MoSe $_{2}$的寿命明显较低，这与WSe $_2$中较大的自旋-轨道耦合稳定的自旋层极化的理论预期一致。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall
Elliott-Yafet Spin-Phonon Relaxation Times from First Principles
我们提出了一个第一性原理的方法来计算声子限制的$T_1$自旋弛豫时间由于Elliot-Yafet机制。我们的方案结合了完全相对论自旋翻转的电子-声子相互作用的方法来计算材料中的带电子的有效自旋反转对称。我们将我们的方法应用到硅和金刚石，我们计算自旋弛豫时间的温度依赖性，并分析不同的声子和谷过程对自旋弛豫的贡献。在50 $-$-300 K温度范围内，计算的硅自旋弛豫时间与实验结果吻合得很好。在金刚石中，我们预测在77 K和300 K下的本征自旋弛豫时间分别为540 $μ$ s和2.3 $μ$ s。我们的工作能够精确预测各种材料中的自旋-声子弛豫时间，为自旋弛豫提供微观见解，并指导基于自旋的量子技术的发展。
2019-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron spin relaxation in rippled graphene with low mobilities
我们研究了波纹石墨烯中的自旋弛豫，其中曲率诱导了沿着${\bf K}$和${\bf K}^\prime$谷中的石墨烯平面与相反的有效磁场的塞曼式自旋轨道耦合。这类塞曼自旋轨道耦合和谷间电子光学声子散射的联合效应打开了一个自旋弛豫通道，这体现在低迁移率样品中，电子平均自由程小于波纹尺寸。由于这一自旋弛豫通道，随着温度的升高，垂直于有效磁场的自旋弛豫时间先减后增，在室温附近最小为几百皮秒。然而，沿有效磁场的自旋弛豫是由曲率引起的Rashba型自旋轨道耦合，导致温度不敏感的自旋弛豫时间的微秒级。因此，低迁移率波纹石墨烯的面内自旋弛豫是各向异性的。然而，在一个小的垂直磁场的存在下，通常应用在Hanle自旋进动测量，自旋弛豫的各向异性被强烈抑制。
2012-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation in Rashba rings
利用自旋动力学方程研究了Rashba自旋轨道耦合环的自旋弛豫动力学。我们发现，自旋弛豫发生在环朝向一个持久的自旋配置，其最终形状取决于初始的自旋极化配置文件。作为一个例子，它示出了一个均匀的平行于环轴的自旋极化转变成一个持久的冠状自旋结构。它表明，环的几何形状介绍了几何贡献的自旋弛豫速率加快瞬态动力学。此外，我们还确定了几种持续自旋组态，并计算了自旋动力学方程的格林函数。
2011-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Relaxation in Single Layer and Bilayer Graphene
我们研究了石墨烯自旋阀中的自旋弛豫，并观察到单层石墨烯（SLG）和双层石墨烯（BLG）的强烈对比行为。在SLG中，自旋寿命（τs）随载流子浓度的变化与动量散射时间（τp）呈线性关系，表明低温下Elliot-Yafet（EY）自旋弛豫占主导地位。在BLG中，τs和τp表现出相反的关系，这表明低温下Dyakonov-Perel自旋弛豫占主导地位。不同的行为是由于BLG的增强的屏蔽和/或降低的表面灵敏度，这大大降低了杂质诱导的EY自旋弛豫。
2011-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Lattice Relaxation in Si Quantum Dots
我们考虑了$[001]$反型层中横向Si量子点中电子的自旋-晶格弛豫过程。这样的点的特征在于在垂直于表面的方向上的强约束和在横向方向上的弱得多的约束。自旋弛豫被认为是由于调制的电子$g$ -因子的声子诱导的应变，如前所示的浅施主。结果清楚地表明，特定的谷结构的基态电子在Si量子点的单声子和双声子自旋弛豫速率的强烈的各向异性。此外，与施主电子的自旋弛豫相比，它引起双声子弛豫的部分抑制。
2002-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit-Mediated Spin Relaxation in Graphene
我们研究如何自旋放松内在的石墨烯。自旋-轨道耦合源于能带结构，并被波纹增强。轨道运动受散射中心和波纹诱导的规范场的影响。本文讨论了Elliot-Yafet和Dyakonov-Perel机制以及规范场与自旋轨道耦合的自旋弛豫。在本征石墨烯中，Dyakonov-Perel机制和由于规范场引起的自旋翻转占主导地位，并且自旋翻转弛豫时间与弹性散射时间成反比。自旋弛豫各向异性取决于这些机制之间的复杂竞争。实验结果进行了讨论。
2009-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron spin inversion in gated silicene nanoribbons
我们研究了局部栅控硅烯纳米带作为自旋有源器件。我们发现，锯齿形边缘的纳米带的门控段可以用来执行自旋反转的电子自旋注入面内取向。在存在外部垂直电场的情况下，低费米能的强固有自旋-轨道耦合提供了围绕垂直于硅烯平面的轴的快速自旋进动。自旋反转长度可以小至10 nm。另一方面，在扶手椅型纳米带中，通过弱的Rashba效应发生自旋反转，并且自旋反转长度为$μ$ m量级。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall
Impurity-driven intervalley spin-flip scattering-induced 2D spin relaxation in silicon
通过对掺杂Si的二维电子气中电子自旋寿命的理论研究，我们强调了界面附近杂质中心电池势通过谷间电子散射引起的主导自旋弛豫机制。在低温和适度掺杂下，这种Yafet自旋翻转机制可以变得比由结构Rashba自旋轨道耦合场引起的Dyakonov-Perel自旋弛豫重要得多。由于前导级杂质诱导的自旋翻转仅发生在Si中的两个非相对谷之间，因此Si MOSFET或SiGe异质结构中的二维电子气（2DEG）系统是测试和利用这种自旋弛豫机制的天然平台，这是由于界面附近的谷分裂及其通过电门控或施加应力的可调谐性。我们提出的新的自旋弛豫机制可以解释部分的自旋弛豫的贡献，以硅为基础的2DEG系统。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent transport through edge states in 2D semi-Dirac materials with Rashba spin-orbit coupling and band inversion
本文研究了具有Rashba自旋-轨道耦合和能带反转的二维I型半Dirac材料的体-边界对应关系，发现其拓扑边缘态具有自旋依赖性，并通过计算自旋分辨电导观察到由Rashba磁场引起的自旋进动振荡，为各向异性拓扑材料的自旋电子学控制提供了平台。
2025-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contact Induced Spin Relaxation in Graphene Spin Valves with Al2O3 and MgO Tunnel Barriers
我们通过系统地比较自旋吸收，其他接触诱导效应（例如边缘场等），以及具有MgO阻挡层、Al2O3阻挡层和透明接触的石墨烯自旋阀的体自旋弛豫。我们得到的有效自旋寿命拟合Hanle自旋进动数据与两个模型，包括或不包括自旋吸收的影响。结果表明，额外的接触引起的自旋弛豫以外的自旋吸收占主导地位的接触效果。对于隧穿接触，我们发现合理的协议之间的两个模型的中位数差异约20%的MgO和10%的Al2O3。
2015-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Femtosecond photocurrents by the Dresselhaus bulk spin-galvanic effect in an inversion-asymmetric ferromagnet
我们研究超快光电流薄膜的模型铁磁金属体反转对称性破缺，半金属Heusler化合物NiMnSb，激发光泵浦脉冲与光子能量为1.55 eV。值得注意的是，在样品的磁化方向M，所有的光电流被发现是一个与Rashba和Dresselhaus型对称性的分量的叠加。我们对Dresselhaus体光电流的解释如下：泵浦引起的电子加热引起自旋μ s的过剩||M，其将自旋角动量转移到具有Dresselhaus型自旋动量锁定的状态。由此产生的电荷电流通过动量弛豫在10 fs的时间尺度上弛豫，因此准瞬时地跟随μ s。μ_s的弛豫是由电子的冷却决定的，而不是由半金属的自旋-晶格弛豫决定的。我们的研究结果增加了Dresselhaus自旋电流效应（SGE）的超快自旋电荷转换现象。他们指出了一条更有效的自旋电子太赫兹发射器和探测器的基础上体积缩放的散装SGE。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spin relaxation and transport behaviors in altermagnetic systems
本文研究无自旋轨道耦合且净磁化为零的交变磁系统中的自旋弛豫机制，发现其表现出DP型自旋弛豫且自旋霍尔电流高度各向异性并与交变磁有序度成正比。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous D'yakonov-Perel' spin relaxation in semiconductor quantum wells under strong magnetic field in Voigt configuration
本文报道了在强磁场作用下，半导体量子阱中Voigt组态的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫随动量弛豫的反常标度.重点讨论了外磁场垂直于自旋轨道耦合感应的有效磁场且其强度远大于后者的情况。发现即使在强散射极限下，纵向自旋弛豫时间也与动量弛豫时间成正比，表明D 'yakonov-Perel'自旋弛豫具有Elliott-Yafet类行为.此外，横向自旋弛豫时间是成反比（成比例）的动量弛豫时间在弱（强）散射限制，无论是在相反的趋势对既定的传统的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫行为。我们进一步证明了上述所有反常标度关系都来自于有效非均匀加宽的唯一形式。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Many-body spin Hall effect with space-inversion symmetry
与通常的自旋霍尔效应（SHE）不同，我们提出了由粒子间偶极-偶极相互作用（DDI）引起的任意体SHE，并在超冷磁性原子系统中进行了演示.虽然SOI通常需要打破空间反演对称性，DDI保留了它。多体SHE原则上可以在大偶极矩的广泛系统中观察到，并提供了一个强大的工具来产生自旋电流，自旋电子学和原子电子学的重要组成部分。
2018-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Spin-charge conversion in disordered two-dimensional electron gases lacking inversion symmetry
我们研究的自旋电荷转换机制，在一个二维的气体中的电子移动在一个光滑的无序的潜力，占Rashba型和莫特的斜散射的贡献。我们发现，自旋翻转和斜散射之间的量子干涉效应引起各向异性自旋进动散射（ASP），这是一种直接的自旋-电荷转换机制，在早期对用吸附原子修饰的石墨烯的研究中发现[C. Huang \emph{et al.} Phys.~修订版~ B \textbf{94} 085414.~（2016）]。我们的研究结果表明，与其他自旋电荷转换机制，如逆电流效应，ASP是一个相当普遍的现象，应该存在于无序的二维系统缺乏反转对称性。
2017-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Orientation and Spin Precession in Inversion-Asymmetric Quasi Two-Dimensional Electron Systems
在准二维（2D）系统中，反转不对称性引起的电子态的自旋分裂可以归因于有效磁场B，其大小和取向作为面内波矢量k的函数而变化||.使用一个现实的8x8凯恩模型，充分考虑自旋分裂，因为这两个体反转不对称性和结构反转不对称性，我们研究了自旋取向和有效场B的准二维电子系统的不同配置。结果表明，这些量敏感地依赖于准二维系统生长的晶体学方向以及面内波矢k的大小和取向||.利用这些结果讨论了自旋极化电子在B（k）场中的旋进||).作为一个具体的例子，我们考虑GaInAs-InP量子阱。
2003-05-14 cond-mat.mes-hall
Spin inversion devices with Fano anti-resonances
分析了在均匀倾斜磁场作用下准二维电子气在半导体波导中的自旋输运，发现了自旋载流子共振和反共振输运的选择规则.基于这些选择规则和由磁场强度和倾斜角引起的能带位移，我们提出了一种有效的自旋反转器件。对于极化入射电子束，我们可以确定从我们的理论方法，自旋反转效率高达80%的物理条件。我们可视化这一机制的电导和空间行为的波函数振幅沿超晶格。
2008-04-14 cond-mat.mes-hall
Microscopic mechanism for transient population inversion and optical gain in graphene
Li等人最近报道了石墨烯中的瞬态飞秒粒子数反转，物理修订版信函108，167401（2012）中所述。基于微观理论，我们澄清了潜在的微观机制：瞬态增益和人口反转发生在石墨烯由于强的光泵浦和载流子冷却，填充状态接近狄拉克点引起的弛豫瓶颈的复杂的相互作用。随后的飞秒衰减的光学增益主要是由库仑诱导的俄歇复合。
2012-09-21 cond-mat.mes-hall
Generation of dc, ac, and second-harmonic spin currents by electromagnetic fields in an inversion-asymmetric antiferromagnet
磁绝缘体中自旋电流的操纵是自旋电子学的关键技术。我们从理论上研究了一个简单的量子反铁磁体的反转非对称模型，其中交换作用和磁场都是交错的。利用量子主方程计算了外加电场和磁场产生的自旋电流。我们表明，一个交流电场的幅度$E_0$导致，通过交换相互作用调制，直流和二次谐波自旋电流成正比于$E_0^2$。我们还表明，直流和交流交错磁场$B_0$产生的直流和交流自旋电流的比例$B_0$，分别。我们用一个精确可解的模型阐明了这一机制，并由此提出了利用电磁场操纵自旋电流的方法。
2019-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-dynamic field coupling in strongly THz driven semiconductors : local inversion symmetry breaking
本文从理论上研究了在太赫兹波段强驱动下的非掺杂直接带隙半导体的光学性质。计算了太赫兹光场与近红外探测器非线性混频产生的光学边带。从反演对称微观哈密顿量，我们包括太赫兹场非微扰使用非平衡格林函数技术。我们发现，一个自诱导的相对论自旋太赫兹场耦合局部破坏反转对称性，导致在形成的奇边带，否则是缺席的。
2000-01-12 cond-mat.mes-hall
Suppression of the D'yakonov-Perel' spin relaxation mechanism for all spin components in [111] zincblende quantum wells
本文将D 'yakonov-Perel'（DP）方法应用于[111]生长的锌量子阱，计算了二维电子气中电子的自旋寿命.我们占体积和结构反转不对称（Rashba）的影响。我们看到，在一定条件下，自旋分裂消失到一阶k，这有效地抑制了DP自旋弛豫机制的所有自旋组件。我们预测延长自旋寿命的结果，从而提高自旋存储的可能性。我们还研究了[110]生长的量子阱，其中结构反转不对称的影响是增加垂直于阱的分量的自旋弛豫速率。我们推导出的自旋寿命张量和适当的轴的解析表达式，并看到它们依赖于BIA和SIA诱导分裂的相对大小。
2004-07-16 cond-mat.mes-hall
Effects of Quantum-Well Inversion Asymmetry on Electron-Nuclear Spin Coupling in the Fractional Quantum Hall Regime
本文研究了GaAs/Al_（0.3）Ga_（0.7）As量子阱在分数量子霍尔（QH）区的反转不对称性对电子-核自旋耦合的影响。在朗道能级填充因子（nu）一定的情况下，随着栅极电压的增加，量子阱势的不对称性会抑制nu = 2/3 Ising QH铁磁体中电流诱导的核自旋极化，而在一般nu下，量子阱势的不对称性会显著增强核自旋弛豫.这些结果表明，由于Rashba自旋轨道相互作用的不同自旋态的混合强烈影响电子-核自旋耦合。
2004-07-28 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation of Conduction Electrons in Semiconductors Due to Interaction with Nuclear Spins
研究了零外加磁场下半导体中传导电子自旋由于与自旋1/2核的超精细相互作用而产生的弛豫。我们计算了电子自旋弛豫时间尺度，以评估这种弛豫机制的重要性。主方程的电子自旋密度矩阵的推导和解决。极化的核自旋可以用于自旋电子器件中的电子。
2003-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Antiparallel spin polarization and spin current induced by thermal current and locally-broken inversion symmetry in a double-quantum-well structure
本文理论研究对称双量子阱结构中由热流与局域破缺反演对称性诱导的反平行热致自旋极化，揭示其最大值的出现条件及增强机制，并计算了相关扩散自旋流。
2023-12-13 cond-mat.mes-hall
Spin dephasing in III-V nanowires
我们用半经典蒙特卡罗方法研究了InP和InSb纳米线的自旋极化输运。III-V族沟道中的自旋退相是由于D 'yakonov-Perel（DP）弛豫和由于Elliott-Yafet（EY）弛豫引起的。DP弛豫的发生是由于体反转不对称（Dresselhaus自旋轨道相互作用）和结构反转不对称（Rashba自旋轨道相互作用）。所研究的注入极化方向是沿沟道长度方向。的退相速率被发现是非常强的InSb相比，InP具有较大的自旋退相长度。InP和InSb纳米线的系综平均自旋分量不同。稳态自旋分布也显示了两种III-V纳米线之间的差异。
2011-06-23 cond-mat.mes-hall
Anisotropic splitting of intersubband spin plasmons in quantum wells with bulk and structural inversion asymmetry
在半导体异质结构中，体和结构反转不对称性和自旋轨道耦合诱导了价和导子带的k依赖自旋分裂，这可以被视为由动量依赖的晶体磁场引起的。本文研究了这些有效磁场对非对称n型GaAs/AlGaAs量子阱中子带间自旋动力学的影响。我们用线性响应理论计算了子带间自旋等离子体激元的色散。所谓的D 'yakonov-Perel'退相干机制对于集体子带间激发是不活跃的，即，晶体磁场不会导致自旋等离子体激元的退相干。相反，我们预测，在子带间自旋动力学的体和结构反转不对称的主要签名是一个三倍，各向异性分裂的自旋等离子体色散。指出了多体效应的重要性，讨论了用非弹性光散射进行实验观测的条件。
2003-07-05 cond-mat.mes-hall
Detection of spin injection into a double quantum dot: Violation of magnetic-field-inversion symmetry of nuclear polarization instabilities
在具有自旋轨道耦合的介观系统中，零磁场下的自旋注入量子点具有广泛的应用前景。然而，到目前为止，一个可行的方法来实验确定这种注射一直缺乏。我们发现，电子自旋注入到自旋阻塞的双量子点中，会显著地破坏核极化不稳定性的磁场反转对称性。在很宽的参数范围内，正负不稳定场之间的不对称性对注入的电子自旋极化非常敏感，并且允许检测甚至非常弱的自旋注入。这种现象可以用来研究自旋输运的机制，并可能对基于自旋的信息处理产生影响。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled anisotropy in Aharonov-Casher spin interference: signatures of Dresselhaus spin-orbit inversion and spin phases
半导体量子阱中Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用（SOI）的共存导致了与载流子自旋耦合的各向异性有效场。利用平面内磁场作为探针，我们在InGaAs介观环的Aharonov-Casher（AC）自旋干涉实验中证明了门控各向异性。通过微扰理论方法的支持，我们发现Rashba SOI强度通过自旋动态和几何相位控制AC电阻各向异性，并通过采用电磁调谐建立操纵它们的方法。此外，通过二维数值模拟的辅助下，我们确定了一个显着的各向异性反转在我们的实验归因于一个符号的变化，在重整化的线性Dresselhaus SOI控制的电气手段，这将打开一扇门，新的可能性自旋操纵。
2018-11-13 cond-mat.mes-hall
Promoted current-induced spin polarization in inversion symmetry broken topological insulator thin films
本研究通过久保 formalism 和顶点修正，理论揭示了反转对称破缺的拓扑绝缘体薄膜中，势差增强电流诱导自旋极化，为自旋电子器件提供调控框架。
2025-10-25 cond-mat.mes-hall
High-fidelity adiabatic inversion of a $^{31}\mathrm{P}$ electron spin qubit in natural silicon
对半导体中自旋的高保真度量子控制的主要限制是存在由主体材料的核自旋浴产生的强烈波动场。在这里，我们证明了一个电子自旋量子位绑定到一个$^{31}$ P原子在天然硅单量子位门的结晶度的实质性改善，通过应用绝热反转，而不是窄带脉冲。我们实现了97%的反转保真度，我们观察到的签名的自旋共振光谱和自旋相干时间是一致的存在下，一个额外的交换耦合供体。这项工作突出了绝热反演技术的有效性，在起伏的环境中的自旋控制。
2013-12-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controllable spin-polarization using external electric field and spin-inversion in a silicene quantum dot
结果表明，对于适当的电子能量值，硅烯点可以作为一个可控的自旋极化器。自旋极化器通过改变外加电场的强度，可以将透射电子的自旋从接近纯的下降到接近纯的上升。此外，对于自旋极化的入射电子，硅烯量子点可以反转电子的自旋，并且可以用作自旋反转器或自旋非门。此外，我们还研究了铁磁衬底诱导的交换场对电子电导的影响，发现硅烯量子点在交换场的存在下可以作为一个近乎完美的自旋过滤器。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in a nanowire organic spin valve: Observation of extremely long spin relaxation times
我们报告自旋阀行为的有机纳米线组成的三层-钴，Alq 3和镍-所有标称直径为50 nm。基于这些数据，我们得出结论，在Alq 3的主导自旋弛豫机制是Elliott-Yafet模式。尽管动量弛豫时间很短，自旋弛豫时间被发现是非常长的-至少几毫秒-和相对温度无关高达100 K。据我们所知，这是第一次展示有机纳米自旋阀，以及第一次确定有机物中的主要自旋弛豫机制。异常长的自旋弛豫时间使这些材料成为自旋电子学某些领域的理想平台。
2006-05-29 cond-mat.mes-hall
Spin precession in inversion-asymmetric two-dimensional systems
本文提出了一种理论方法来计算反转非对称二维（2D）系统中任意自旋极化电子态的自旋期望值，该自旋极化电子态是通过理想点接触注入的.二维系统被限制在[001]生长的量子阱中，其中Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合都被考虑在内。所得到的分析结果允许更具体的描述的空间行为的自旋进动所造成的单独的Rashba和Dresselhaus条款。应用计算的Datta-Das自旋FET，其原始设计只考虑沟道内的Rashba效应，我们调查可能的影响，由于Dresselhaus自旋轨道耦合。结论是选择+-[1+-10]，特别是[110]作为通道方向。
2006-04-18 cond-mat.mes-hall
Resonant spin polarization in a two-dimensional hole gas: Effect of the Luttinger term, structural inversion asymmetry and Zeeman splitting
研究了垂直磁场中具有结构反演不对称性和塞曼分裂的二维Luttinger哈密顿空穴气体的电场诱导共振自旋极化.在一定的磁场下，轻、重空穴带分裂产生的自旋极化出现共振峰。特别地，Luttinger项和结构反转不对称性之间的竞争导致了丰富的共振峰结构，并且通过增大量子阱的有效宽度可以有效地降低共振所需的磁场。此外，塞曼分裂倾向于将共振自旋极化移动到相对高的磁场并破坏这些丰富的共振自旋现象。最后，共振峰的高度和重量都随着温度的降低而增加。据信，这种共振自旋现象可以在二维空穴气样品中得到验证，并且它可以提供通过外部电场控制自旋极化的有效方式。
2007-10-09 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation in Germanium Nanowires
我们使用半经典蒙特卡罗方法和自旋密度矩阵计算来模拟自旋极化电子输运。将该模型应用于锗纳米线和锗二维沟道，研究和比较了它们之间的自旋弛豫。由于Rashba自旋轨道相互作用（结构反转不对称性），锗中发生自旋退相，这引起D 'yakonov-Perel（DP）弛豫。在锗中，由于Elliot-Yafet（EY）机制引起的自旋翻转散射也导致自旋弛豫。在不同的温度和驱动电场下对一维和二维通道进行了自旋弛豫实验，记录了自旋弛豫长度的变化。纳米线中的自旋弛豫长度被发现是远远高于在2-D沟道由于抑制DP弛豫的纳米线。在较低的温度下，自旋弛豫长度增加。这表明锗中的自旋弛豫在一维沟道（纳米线）中和较低温度下缓慢发生。自旋弛豫长度的电场依赖性很弱。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall
Relaxation of Optically Excited Carriers in Graphene
我们通过求解包含电子-声子（e-ph）和电子-电子（e-e）散射的瞬态玻尔兹曼输运方程来探索光激发石墨烯的弛豫。模拟结果表明，当激发载流子仅通过e-ph散射弛豫时，可以在由光子能量确定的能量下实现布居反转。然而，电子-电子散射迅速热化的载流子能量分布冲洗出负的光学电导率峰。弛豫速率和载流子倍增效应作为光子能量和介电常数的函数。
2011-03-29 cond-mat.mes-hall
Spin inversion in graphene spin valves by gate-tunable magnetic proximity effect at one-dimensional contacts
石墨烯由于其高迁移率和长自旋扩散长度而具有显著的自旋电子学机会，特别是当封装在六方氮化硼（h-BN）中时。在这里，我们第一次展示了这种封装的石墨烯自旋阀与一维（1D）铁磁边缘接触门可调自旋输运。静电背栅调谐石墨烯的费米能级以探测1D铁磁接触的自旋极化态密度（DOS）的不同能级，其通过在石墨烯中诱导铁磁性的磁邻近效应（MPE）相互作用。与传统的自旋阀相比，在高电阻和低电阻配置之间的切换需要通过施加的磁场或高密度自旋极化电流进行磁化反转，我们提供了一种具有石墨烯中的栅极控制自旋反转的替代路径。所得到的可调MPE采用一个简单的铁磁金属自旋电子器件的承诺，并实现奇异的拓扑状态，从量子自旋霍尔和量子反常霍尔效应，马约拉纳费米子和skyrmions。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation in Silicon Nanowires
我们模拟了电子沿着硅纳米线和沿着硅二维通道的自旋极化传输。自旋密度矩阵计算与半经典蒙特卡罗方法一起用于模拟沿通道的自旋演化。硅中的自旋失相是由于Rashba自旋轨道相互作用（结构反转不对称性）引起的，其引起D 'yakonov-Perel'弛豫。纳米线中的自旋弛豫长度比二维沟道中的自旋弛豫长度高一个数量级。研究了驱动电场对自旋弛豫的影响。这些结果对自旋电子学器件的设计具有重要意义。
2011-05-01 cond-mat.mes-hall
Slow spin relaxation in a quantum Hall ferromagnet state
研究了自旋极化量子霍尔态中电子的自旋弛豫。长自旋弛豫时间，至少比以前的实验中测得的长一个数量级，观察和解释内的自旋激子弛豫形式主义。自旋弛豫时间不依赖于电子温度和自旋激子密度，而依赖于磁场，表明自旋弛豫机制是由自旋轨道耦合和光滑无规势介导的自旋激子湮灭。
2014-04-26 cond-mat.mes-hall
Reply to Comment on "Low-Density Spin Susceptibility and Effective Mass of Mobile Electrons in Si Inversion Layers"
对S. V. Kravchenko，A.A.评论的答复Shashkin和V.T.多尔戈波洛夫[cond-mat/0106056]
2002-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A virtual intersubband spin-flip spin-orbit coupling induced spin relaxation in GaAs (110) quantum wells
基于二阶自旋翻转子带间自旋轨道耦合和自旋守恒散射，提出了一种自旋弛豫机制。相应的自旋弛豫时间通过费米黄金法则计算。结果表明，这种机制在高杂质密度的对称GaAs（110）量子阱中是重要的。研究了自旋弛豫时间随电子密度、温度和阱宽的变化规律，并分析了其物理机制。
2009-08-07 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling and spin relaxation in phosphorene: Intrinsic versus extrinsic effects
用第一性原理计算研究了磷烯的自旋轨道和自旋弛豫性质。内在的自旋-轨道耦合诱导自旋混合的概率为$b^2 \approx 10^{-4}$，表现出大的各向异性，遵循磷烯的各向异性晶体结构。对于动量弛豫时间的实际值，固有（Elliott-Yafet）自旋弛豫时间为数百皮秒至纳秒。施加横向电场（模拟门控和衬底）在磷烯中产生非本征$C_{2v}$对称自旋轨道场，其激活D 'yakonov-Perel'自旋弛豫机制。结果表明，这种非本征自旋弛豫也有很强的各向异性，并可以支配的Elliott-Yafet一个足够强的电场。因此，磷基片上可以表现出一个有趣的相互作用的两个自旋弛豫机制，其各自的作用可以使用我们的结果破译。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall
Optically-Induced Suppression of Spin Relaxation in Two-Dimensional Electron Systems with Rashba Interaction
本文讨论了二维系统中电子的脉冲技术，在某些方面类似于核磁共振中的自旋回波。我们表明，一个序列的光学带隙以下的脉冲可以用来抑制电子自旋弛豫由于D 'yakonov-Perel'自旋弛豫机制。在蒙特卡罗模拟方案中计算了几个脉冲序列的自旋弛豫时间。作为脉冲幅度/宽度的函数的自旋弛豫时间的最大值对应于$π$ -脉冲。重要的是，即使是相对遥远的脉冲也能有效地抑制自旋弛豫。
2007-02-08 cond-mat.mes-hall
Non-exponential spin relaxation in magnetic field in quantum wells with random spin-orbit coupling
我们研究了量子阱中电子的自旋动力学，其中Rashba类型的自旋轨道耦合以随机纳米尺寸域的形式存在。我们研究了磁场对这些体系自旋弛豫的影响，发现自旋轨道耦合的空间随机性限制了最小弛豫速率，并由于记忆效应导致自旋极化的高斯时间衰减.在这种情况下，与众所周知的自旋弛豫的磁场抑制相比，弛豫随着磁场的增加而变得更快。
2005-06-28 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation times in disordered graphene
我们考虑两种机制的自旋弛豫无序石墨烯。i）由于波纹引起的曲率自旋轨道耦合的自旋弛豫。ii）由于电子自旋与边缘处的局部磁矩的相互作用而引起的自旋弛豫。我们得到的自旋弛豫时间，τ_SO和τ_J由于这两种机制的解析表达式，并估计其值的石墨烯样品的现实参数。我们得到的自旋弛豫起源于这些机制是非常弱的，自旋相干预期在无序石墨烯长度L ~ 1微米的样品。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall
Coulomb "blockade" of Nuclear Spin Relaxation in Quantum Dots
研究了量子点中电子与二维气体交换引起的自旋弛豫机制。我们发现，核自旋弛豫速率显着的影响，库仑阻塞，并可以控制的栅极电压。在强自旋-轨道耦合的情况下，弛豫速率在库仑阻塞谷处最大，而在弱自旋-轨道耦合的情况下，核自旋弛豫速率的最大值在库仑阻塞峰附近。
2002-05-24 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
