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
Spin and charge distributions in Graphene/Nickel (111) substrate under Rashba spin-orbital coupling
为了理解Rashba自旋轨道相互作用和铁磁邻近效应之间的耦合因子，我们设计了一个Monte Carlo算法来模拟室温Rashba材料石墨烯/镍（111）衬底在有限温度下的自旋和电荷分布。我们观察到，汇率波动率是在石墨烯中产生巨大的Rashba自旋轨道分裂的关键因素。更重要的是，我们监测Rashba自旋分裂现象，自旋极化电子可能会从两个相对的边缘时，加热逃逸。然而，逃逸电子在内部区域呈现高斯分布，这对于自旋电子学工程师优化自旋态探测效率是重要的。此外，我们研究了我们的Monte Carlo模型是否可以解释为什么在石墨烯/镍（111）衬底实验观察到室温Rashba效应。所有结果均以物理单位表示。
2020-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Strong electron-hole symmetric Rashba spin-orbit coupling in graphene/monolayer transition metal dichalcogenide heterostructures
尽管石墨烯具有极弱的固有自旋轨道耦合（SOC），但已显示石墨烯通过与剥离的过渡金属二硫属化物（TMD）的邻近耦合而获得相当大的SOC。在这里，我们展示了强烈的诱导Rashba SOC的石墨烯是接近耦合到一个单层TMD膜，二硫化钼或WSe 2，生长通过化学气相沉积具有显着不同的费米能级位置。石墨烯/TMD异质结构是利用六方氮化硼，作为一个平面模板，以促进密切接触，因此，强烈的界面之间的相互作用，如证明的TMD光致发光的淬灭的拾取转移技术制造。我们观察到强烈的诱导石墨烯SOC，表现在一个明显的弱反本地化（WAL）的石墨烯磁导效应。从WAL分析中提取的自旋弛豫速率随动量散射时间线性变化，并且与载流子类型无关。这表明一个占主导地位的Dyakonov-Perel自旋弛豫机制所引起的诱导Rashba SOC。我们的分析产生的Rashba SOC的能量约1.5 meV的石墨烯/WSe 2和约0.9 meV的石墨烯/MoS 2，分别。诱导Rashba SOC的近电子-空穴对称性质提供了可能的潜在SOC机制的线索。
2017-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba effect in the graphene/Ni(111) system
在这里，我们报告的角度分辨光电发射研究的电子$π$状态的高质量外延石墨烯层在Ni（111）表面。在这个系统中，$π$态的电子结合能显示出对Ni膜的磁化反转的强烈依赖性。观察到的石墨烯衍生的$π$带峰位置对于相反磁化方向的高达225 meV的非常大的能量偏移归因于$π$带中的自旋极化电子与石墨烯/Ni界面处的大的有效电场的Rashba相互作用的表现。我们的研究结果表明，石墨烯层中的电子自旋可以以可控的方式进行操纵，并对石墨烯基自旋电子器件具有重要意义。
2007-12-19 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
Opposite Changes in Gap Width of Opposite Spin States Induced by Rashba Effect in Anti-ferromagnetic Graphene on Ni(111)
石墨烯在自旋电子学中是一种很有前途的候选材料。本文采用密度泛函理论方法计算了Ni（111）上石墨烯的能带结构和磁性。我们的结果表明，一旦石墨烯中存在反铁磁有序，在10^9 V/m量级的外部电场下，费米面附近的相反自旋态可以产生数十meV的带隙宽度差。
2012-11-20 cond-mat.mes-hall 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
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
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
Interplay of Rashba and valley-Zeeman splittings in weak localization of spin-orbit coupled graphene
University of Regensburg（雷根斯堡大学）
研究了石墨烯异质结中Rashba和谷-Zeeman分裂对弱局域化的影响，发现谷-Zeeman分裂在无Rashba分裂时不影响弱局域化，但在Rashba耦合情况下改变磁导电性符号，同时谷间散射影响导电性量子修正。
2025-09-22 cond-mat.dis-nn 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
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
Significant Dzyaloshinskii-Moriya Interaction at Graphene-Ferromagnet Interfaces due to Rashba-effect
利用石墨烯丰富的自旋相关性质的可能性在追求自旋电子学进步方面引起了极大的关注。高速和低能耗器件的前景促使人们寻找稳定手性自旋纹理的层状结构，如拓扑保护的skyrmions。在这里，我们表明，手性自旋纹理诱导石墨烯/铁磁金属界面。这是出乎意料的，因为石墨烯是弱自旋-轨道耦合材料，并且通常预期不会诱导足够的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用来影响磁手性。我们证明，石墨烯诱导一种新型的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用由于Rashba效应。第一性原理计算和使用自旋极化电子显微镜的实验表明，这种石墨烯诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用可以具有与重金属界面相似的量级。这项工作为二维材料自旋轨道电子学的研究开辟了一条新的道路。
2017-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and angular resolved photoemission experiments on epitaxial graphene
我们最近报道的SiC（0001）上外延石墨烯单层的自旋和角分辨光电发射（SARPES）结果表明存在大的Rashba型自旋分裂Δk=（0.030+-0.005 1/A [1]。虽然这个值是数量级大于理论预测，它可以与传统的自旋集成高分辨率角分辨光电子能谱（ARPES）数据中发现的线宽不一致。在这里，我们提出了对SiC（0001）上的氢嵌入准独立石墨烯单层的新测量，其揭示了自旋极化信号，当根据Rashba-Bychkov效应[2，3]解释时，该信号对应于Δk=（0.024+-0.005 1/A）的自旋分裂。这种分裂明显大于自旋积分高分辨率ARPES测量的半峰半宽，这强烈表明所测量的偏振信号并非源自石墨烯π带的Rashba型自旋分裂，如我们在之前的报告[1]中所建议的。
2011-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Resonant Spin Hall Conductance in Two-Dimensional Electron Systems with Rashba Interaction in a Perpendicular Magnetic Field
研究了具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子系统在垂直磁场中的输运性质。自旋轨道耦合与塞曼分裂竞争，在一定的磁场下在不同的朗道能级之间引入额外的简并。这种简并，如果发生在费米能级，将产生共振自旋霍尔电导，其高度在低温下发散为1/T，其重量在低温下发散为$-\ln T$。霍尔电导不受Rashba耦合的影响。
2004-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect in a system of Dirac fermions in the honeycomb lattice with intrinsic and Rashba spin-orbit interaction
我们考虑了石墨烯晶格中无质量狄拉克费米子系统的自旋霍尔效应。两种类型的自旋-轨道相互作用，有关的石墨烯晶格，被考虑在内-的内在和Rashba条款。在理想晶格的假设下，计算了自旋霍尔电导率的拓扑贡献。当这两种相互作用存在时，它们的相互作用被证明会导致自旋霍尔电导率对费米能级的依赖性的一些特殊性。
2009-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
Rashba-Dresselhaus Effect in Inorganic/Organic Lead Iodide Perovskite Interfaces
尽管太阳能电池效率至关重要，但钙钛矿太阳能电池与相邻载流子传输层之间界面处的有趣现象几乎没有被发现。在这里，我们表明，PbI $_2$ /Al封端的碘化铅钙钛矿（APbI $_3$ ; A=Cs $^+$ /甲基铵（MA））与石墨烯或TiO 2的电荷传输介质接口表现出相当大的/强大的Rashba-Dresselhaus（RD）效应使用密度泛函理论和从头算分子动力学（AIMD）模拟高于α相温度。在PbI $_2$封端的石墨烯/CsPbI 3（001）界面处，朝向石墨烯的铁电畸变促进反转破坏场。在MAI封端的TiO $_2$ /MAPbIPDMATHABMN（001）界面处，MAPDMATHABMO通过短强氢键和伴随的PbI $_3$畸变对TiO $_2$的定向排列保持了RD相互作用，甚至在330 K以上。即使在高温下，界面处的鲁棒RD效应也与本体不同，将直接型带改变为间接型带以抑制电子和空穴的复合，从而使这些积累的载流子克服钙钛矿和电荷转移材料之间的势垒，这提高了太阳能电池的效率。
2018-04-17 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
Magnetotransport Signatures of the Radial Rashba Spin-Orbit Coupling in Proximitized Graphene
本文通过大规模磁输运计算揭示径向 Rashba 自旋轨道耦合的独特特征，并提出利用面内磁场翻转对称性直接估计 Rashba 角的方案。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Electron spin relaxation in graphene with random Rashba field: Comparison of D'yakonov-Perel' and Elliott-Yafet--like mechanisms
为了理解石墨烯中自旋弛豫的主要机制，我们采用动力学自旋Bloch方程方法，研究了吸附原子和衬底诱导的随机Rashba场作用下的自旋弛豫.带电吸附原子一方面局部增强Rashba自旋轨道耦合，另一方面充当库仑势散射体。这两种效应都有助于由D 'yakonov-Perel'机制限制的自旋弛豫。此外，随机Rashba场还通过自旋翻转散射引起自旋弛豫，表现为Elliott-Yafet-like机制。这两种机制都对随机Rashba场的关联长度敏感，而随机Rashba场的关联长度可能会受到电子密度和温度等环境参数的影响。通过拟合和比较格罗宁根小组的实验[Józsa { \it et al.}，B { \bf 80}，241403（R）（2009）]和Riverside组[Pi { \it等人}，物理修订版信函{ \bf 104}，187201（2010）; Han和Kawakami，{ \it ibid.} { \bf 107}，047207（2011）]显示出D 'yakonov-Perel'-（自旋弛豫速率与动量散射速率成反比）或Elliott-Yafet-类（自旋弛豫速率与动量散射速率成正比）性质，我们认为D 'yakonov-Perel'机制主导石墨烯中的自旋弛豫。本文介绍了Jo { \it et al.} [Phys. Rev. B { \bf 84}，075453（2011）]也被我…
2012-02-13 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
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
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
Topological surface state under graphene for two-dimensional spintronics in air
在存在Rashba型自旋-轨道耦合的情况下，半导体异质结构中的电场可以产生允许无耗散信息传输的自旋电流。最大的Rashba效应发生在金属的电子表面态，但这些不能存在，但在真空条件下。在这里，我们揭示了Ir（111）表面态的巨大Rashba效应（α R ~ 1.5E-10 eVm）。我们证明，它的自旋分裂和自旋极化保持不受影响时，铱覆盖石墨烯。石墨烯保护又足以使自旋分裂表面状态在环境大气中存活。我们讨论了这一结果与证据的拓扑保护的表面状态。
2011-04-17 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
Density-functional studies of spin-orbit splitting in graphene on metals
基于密度泛函理论研究了Ni、Au和Ag（111）衬底上石墨烯的自旋轨道分裂。在三种金属上生长的石墨烯被发现具有几个或几十个meV的Rashba分裂。在Au或Ag衬底上获得的强分裂主要归因于石墨烯$p_{z}$态与Au或Ag $d_{z^{2}}$态的有效杂化，而不是如先前提出的电荷转移。我们的工作为石墨烯中金属诱导的Rashba效应提供了理论上的理解。
2010-08-04 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 and anisotropic enhancement of spin-charge conversion in double Rashba interface graphene-based quantum system
本研究发现在铁和铂层间引入二维外延石墨烯单层，可使自旋-电荷电流转换显著提升三十四倍且具各向异性，该增强源于不对称Rashba贡献，为二维材料自旋转换工程及存储逻辑应用开辟了新可能。
2024-06-06 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
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
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
Longitudinal optical conductivity of graphene in van der Waals heterostructures composed of graphene and transition metal dichalcogenides
本文研究石墨烯/TMDC范德华异质结构中Rashba自旋轨道耦合、扭转角和温度对石墨烯纵向光学电导率的影响，揭示了双峰结构、硫族原子主导的扭转角效应及室温下热-光联合跃迁新能带的形成机制。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electron spin diffusion and transport in graphene
利用微观动力学自旋Bloch方程方法研究了SiO_2 $_2$衬底上石墨烯单分子层中的自旋扩散和输运。衬底引起强的Rashba自旋-轨道耦合场$\sim 0.15$ meV，这可能是由最初存在于衬底中的杂质或甚至衬底诱导的结构畸变引起的。通过用Au原子进行表面化学掺杂，这种Rashba自旋-轨道耦合被进一步加强，因为吸附原子可以将石墨烯晶格从$sp^2$扭曲成$sp^3$键合结构。通过拟合来自Pi的自旋弛豫的Au掺杂依赖性{ \sl et al.} [Phys. Rev. Lett. { \bf 104}，187201（2010）]，发现Rashba自旋-轨道耦合系数随着Au密度的增加从0.15到0.23 meV近似线性地增加。在这种强的自旋-轨道耦合下，自旋扩散或输运长度与实验值相当。在强散射极限下（电子-杂质散射主导），自旋扩散由Rashba自旋-轨道耦合强度唯一决定，对温度、电子密度和散射不敏感.在沿自旋注入方向存在电场的情况下，自旋输运长度可以由电场或电子密度调制。(The由于篇幅所限，其余部分省略）
2011-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Spin-orbit interaction effect on transport of Dirac fermions in graphene
采用Schwinger本征时间方法，结合Landau能级极点分解和Kubo公式，对石墨烯中具有自旋轨道相互作用的Dirac费米子的量子输运性质进行了理论研究.纵向和霍尔电导率的解析表达式推导明确。计算结果表明，当考虑Rashba SOI时，纵向电导率随化学势变化的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡峰分裂，而纵向电导率随外加磁场变化的SdH振荡呈现拍频模式.此外，Rashba SOI倾向于抑制石墨烯中的量子霍尔效应。
2008-01-03 cond-mat.mes-hall 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
Spintronic Quantum Phase Transition in a $Graphene/Pb_{0.24}Sn_{0.76}Te$ Heterostructure with Giant Rashba Spin-Orbit Coupling
本文通过非局域自旋阀测量与 DFT 计算，揭示石墨烯/Pb0.24Sn0.76Te 异质结构中巨型 Rashba 效应导致的自旋-动量锁定及约 40 K 的 Lifshitz 相变。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Topological Insulator State and Topological Phase Transition in Bilayer Graphene
我们发现，门控双层石墨烯主机强拓扑绝缘体（TI）相Rashba自旋轨道（SO）耦合的存在下。我们发现，在保持时间反演对称性的情况下，栅控双层石墨烯对于小的Rashba SO耦合$λ_{\mathrm{R}}$是量子谷霍尔绝缘体，当$λ_{\mathrm{R}} > \sqrt{U^2+t_\bot^2}$（其中$U$和$t_\bot$分别为层间势和隧穿能）时，栅控双层石墨烯跃迁到强的TI.与传统的量子自旋霍尔态不同，我们的强TI相的边缘模式表现出自旋和谷滤波，因此共享量子自旋霍尔和量子谷霍尔绝缘体的属性。强TI相在弱石墨烯本征SO耦合的存在下保持稳健。
2011-09-06 cond-mat.mes-hall 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
