Current-driven periodic domain wall creation in ferromagnetic nano-wires
我们预测的电生成和注入到铁磁纳米线的畴壁，而不需要一个辅助磁场。我们的分析和数值计算结果表明，超过一个临界电流$j_{c}$域壁注入到纳米线周期$T \sim (j-j_{c})^{-1/2}$。重要的是，即使在具有单轴各向异性的简单交换铁磁体中，也可以周期性地产生畴壁，而不需要任何标准的“扭曲”相互作用，如Dzyaloshinskiii-Moriya或偶极-偶极相互作用。我们分析表明，这个过程和周期指数是普遍的，并不依赖于微观哈密顿的特殊性。最后，我们给出了一个实验实现的具体建议。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall
Quantum ballistic transport in in-plane-gate transistors showing onset of a novel ferromagnetic phase transition
我们研究了聚焦离子束写入III-V族异质结平面栅晶体管中的一维输运，温度适中，零偏置，无任何外部磁场施加。根据A.黄金和L。准一维电子气中的谷位和自旋占据不稳定性。Mag. Lett. 74，33-42（1996）和早期的实验数据，我们观察到源-漏电导率的平台被认为是栅极电压的函数，不仅在2e^2/h的倍数处，而且在e^2/h处也很明显，就在沟道接近零电导率之前。这可以解释为一种多电子效应，即一种新的弹道铁磁基态，避开了标准的描述和定理。
1998-06-11 cond-mat.mes-hall
Chern insulator in a ferromagnetic two-dimensional electron system with Dresselhaus spin-orbit coupling
我们提出了一个二维电子系统中的陈绝缘体与Dresselhaus自旋轨道耦合，铁磁性，和自旋相关的有效质量。解析得到的拓扑相图显示了通过调整磁化方向引起的拓扑相变，其中陈数在$1,0,-1$之间变化。这里示出的磁化取向调谐是触发拓扑相变的比操纵在系统制造之后不再可调谐的交换耦合更实用的方式。理论分析结果得到了能带结构和输运计算的证实，表明了理论方案的可行性。在半导体工程技术先进成熟的今天，这种Chern绝缘体极有可能在实验上实现，并在拓扑自旋电子学中有着广阔的应用前景。
2019-09-20 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions in ferromagnetic chains on the surface of bulk spin-orbit coupled $s$-wave superconductors
固态系统中的Majorana费米子（MF）激发具有非阿贝尔统计特性，这是拓扑量子计算所必需的。然而，以前实现MF的建议通常需要对参数进行微调。在这里，我们探索了一个平台，避免了微调的问题，即铁磁链沉积在表面的自旋轨道耦合$s$波超导体。我们发现，它一般支持零能量拓扑MF激发附近的两个末端的链与最小的微调。根据链中铁磁矩的强度，每个末端的MF数$n$可以是一个或两个，并且应该通过扫描隧道显微镜（STM）测量中高度为$2ne^2/h$的鲁棒零偏置峰（ZBP）来揭示，这将在链的末端（中间）显示强（弱）信号。近似的手征对称性，使一个整数拓扑不变的系统的作用进行了讨论。
2015-03-07 cond-mat.mes-hall
Test of Bell's Inequality using the Spin Filter Effect in Ferromagnetic Semiconductor Micro-structures
本文提出了在介观系统中检验贝尔不等式的一个理论方案。我们证明了在介观半导体/铁磁半导体/半导体结的自旋过滤效应中可以检测到两个电子自旋的纠缠。利用量子散射理论计算了电流-电流关联函数，并与局域隐变量理论进行了比较。我们还讨论了不完美的自旋过滤器的影响，并推导出条件，看到违反贝尔不等式的实验。
2000-12-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controllable Creation of Skyrmion Bags in a Ferromagnetic Nanodisk
针对磁性薄膜中难以实现斯格明子袋的问题，提出三步构建法，可制备拓扑电荷达40的斯格明子袋，为相关实验及自旋电子学应用提供支撑。
2023-07-13 cond-mat.mes-hall
Power optimization for domain wall motion in ferromagnetic nanowires
研究了铁磁细线中电流介导的畴壁动力学。导出了畴壁的有效运动方程。他们被用来研究的可能性，以优化的电流的畴壁在纳米线的运动所提供的功率。我们表明，一定的共振时间依赖性电流移动畴壁可以显着减少焦耳加热的导线，因此，它可以导致一个新的建议，最节能的存储设备。我们讨论了吉尔伯特阻尼、非绝热自旋转移力矩以及Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的存在如何影响这种功率优化。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proposal for Efficient Generation of Spin-Polarized Current in Silicon
我们提出了一种自旋相关的共振隧穿结构，以有效地注入自旋极化电流到硅（Si）。通过在铁磁金属（FM）和Si之间重掺杂多晶Si（Poly-Si）来降低肖特基势垒电阻，我们估计将隧穿电流密度提高到$10^8$ Am $^{-2}$。硅中的小费米载流子海将隧穿电子聚焦到铁磁体中的小横向动量区域内的共振自旋态，这产生了电流的自旋极化。由于大的交换分裂之间的自旋向上和向下的带，自旋电流的衰减被解释在散射的聚焦光束。只有当FM层的厚度小于根据该原因估计的自旋扩散长度时，电流中的自旋极化才存在。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall
Exciton-Polariton Topological Insulator with an Array of Magnetic Dots
最近有几个关于激子-极化激元拓扑绝缘体的提议，大多数都需要由庞大的超导线圈感应的强外部磁场。我们提出了一种替代设计的极化激元拓扑绝缘体，其中激子是在附近的铁磁材料与预定义的磁矩位于腔的支柱之间的附加层。我们的设计通过改变铁磁材料的磁矩或不同自旋投影之间的自旋-轨道耦合来支持陈数$\pm 2$和$\pm 1$之间的各种拓扑相位和跃迁，从而使紧凑的极化激元器件能够利用可切换的拓扑边缘模式。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall
Spin-selectable, region-tunable negative differential resistance in graphene double ferromagnetic barriers
我们提出了一种石墨烯器件，可以产生自旋相关的负微分电阻（NDR）。该器件由一个足够宽和短的石墨烯和两个沉积在其上的EuO栅条组成，避免了以往方案中需要的石墨烯边缘剪裁。更重要的是，我们发现在自旋相关的NDR的自旋选择性和区域可调性的明确意义：通过改变器件的顶栅，仅自旋向上，自旋向下，或两个自旋（顺序发生）的NDR可以分别实现;同时，在每种情况下的NDR区域的中心位置可以在很宽的偏置电压范围内单调调谐。这些显着的功能是由于在设备中的自旋相关的共振能级的栅极可控性，因此它们的费米能量和狄拉克点的源电极，分别偏离。它们为传统的基于NDR的器件增加了自旋和偏置自由度，为设计全新的NDR电路铺平了道路。
2017-12-11 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetism in armchair graphene nanoribbon
由于石墨烯中弱的自旋轨道相互作用和特殊的相对论色散，人们提出了在具有扶手椅边界的石墨烯纳米带中构建自旋量子比特的令人兴奋的建议。然而，电子之间的相互作用被忽略了在大多数研究到目前为止，因此激励我们调查扶手椅石墨烯纳米粒子的电子关联的作用，通过分析和数值方法。在这里，我们表明，包括相互排斥导致剧烈的变化和基态变成铁磁性的载流子浓度的范围内。我们的研究结果突出了电子-电子相互作用及其与石墨烯纳米带中边界拓扑结构的微妙相互作用的至关重要性。此外，由于铁磁特性敏感地依赖于载流子浓度，它可以容易地通过电子门操纵。这种具有金属导电性的铁磁态不仅在学术上令人惊讶，而且在纳米自旋电子学方面具有潜在的应用前景。
2009-01-27 cond-mat.mes-hall
Electrically controlled quantum dot based spin current injector
我们提出了一个完全电可控的量子点为基础的自旋电流注入器的建议。该器件由一个量子点组成，该量子点在一侧强耦合到铁磁电极，在另一侧弱耦合到铁磁电极。铁磁电极的存在导致分裂点能级的交换场。我们表明，这种交换引起的分裂可以导致几乎全自旋极化的电流流过设备。此外，我们还证明了在纳秒范围内的开关时间内，可以通过栅极或偏置电压改变极化的符号。因此，所提出的装置可以作为电控的、快速可切换的自旋电流源来操作，这可以在各种最先进的纳米结构中实现。
2012-04-11 cond-mat.mes-hall
Proposal to recover an extensive ground state degeneracy in a two-dimensional square array of nanomagnets
我们数值研究了一个人工正方形自旋系统的微磁学性质和低能物理，在这个系统中，纳米磁体在晶格顶点处物理连接。微磁学模拟表明，存储在顶点位置的能量强烈依赖于由四个连接的纳米磁体形成的磁畴壁的类型。因此，顶点类型之间的能隙可以通过改变纳米磁体的几何参数（例如它们的宽度和厚度）来部分地修改。基于微磁学模拟给出的能级，我们用蒙特卡罗模拟计算了相应自旋模型的热力学性质。我们发现了两个制度，其特征在于由一个广泛的基态歧管，与类似的晶格与断开的纳米磁体形成鲜明对比。对于窄而薄的纳米磁体，低能自旋配置由穿过整个晶格的独立铁磁直线组成。因此，基态流形是高度简并的，尽管这种简并是次显性的。在厚而宽的纳米磁体的限制下，我们的研究结果表明，著名的方形冰模型可以通过实验从一个简单的方形晶格的连接元素制造。这些结果表明，人工自旋系统的微磁性质涉及另一个自由度，可以微调，以探索物质的强相关无序磁态。
2019-02-01 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Magnetic Doped Topological Insulators and Ferromagnetic Spin-Gapless Semiconductors -- A Perspective Review
量子反常霍尔效应是电子学/自旋电子学输运应用中的无耗散手征边缘态的标志，可以在具有大自旋轨道耦合和强内禀磁化的材料中实现。在Halfman开创性的提议之后，已经提出了几种模型来控制/增强自旋轨道耦合和内禀磁交换相互作用。本文在简要介绍了无脊椎费米子的Halfton模型之后，重点讨论了以下三种基本的量子反常Hall模型：（i）磁掺杂拓扑绝缘体（Bi，Sb）2 Te 3薄膜的低能有效四带模型，（ii）磁性吸附原子的石墨烯的四带紧束缚模型，和（iii）具有蜂窝（kagome）晶格的铁磁自旋无隙半导体的两（三）带自旋紧束缚模型，其中基态是本征铁磁的。这些模型涵盖了二维Dirac材料中的无自旋、有自旋和自旋简并的Dirac点，其中各种质量项打开带隙并导致量子反常霍尔效应。重点讨论了铁磁交换作用驱动的拓扑相变及其与自旋轨道耦合的相互作用，讨论了对质量项性质的各种对称性约束以及这些模型的具体化。我们希望这项研究将有助于阐明量子反常霍尔材料的基本理论观点。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cavity magnonics with domain walls in insulating ferromagnetic wires
本研究利用腔光力学语言，提出通过几何Berry相位相互作用冷却磁畴壁至量子基态并制备非经典态，同时利用磁子介导长程纠缠以实现通用量子门，为绝缘铁磁材料中的拓扑缺陷量子动力学提供了新方案。
2024-01-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proposal for a nonadiabatic geometric gate with an Andreev spin qubit
提出在铁磁绝缘体–超导体弱连接混合结构中构建 Andreev 自旋量子比特，并借助磁化动力学与改进 Hahn 自旋回波实现非绝热几何门。
2024-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Information Processing and Entanglement in Solid State Devices
对电子自旋态的控制，如相干操纵、滤波和测量，有望在传统以及量子计算和量子通信中获得新技术。本文综述了最近提出的利用量子受限结构中的电子自旋作为量子比特的理论方案。我们还提出了一个理论上的建议，测试贝尔不等式在纳米电子器件。我们证明了在纳米结构半导体/铁磁半导体/半导体结的自旋过滤效应中可以检测到两个电子自旋的纠缠。特别是，我们展示了如何通过测量该设置中的电流-电流关联函数来测试贝尔不等式。
2004-10-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hot electrons in magnetic point contacts as a photon source
我们建议在磁场的存在下使用铁磁和正常金属之间的点接触，以在接触核中产生大的反转自旋布居的热电子。该提案的关键点在于，当这些热电子通过翻转自旋而弛豫时，会发射微波光子，其频率可由所施加的磁场调节。虽然点接触是一种成熟的技术，但它们作为光子源的用途是一种新的且可能非常有用的应用。我们表明，这个光子发射过程可以通过传输光谱检测，并证明受激发射的辐射在10-100 GHz的范围内的模型点接触系统使用少数自旋铁磁注入器。这些结果可能导致基于金属中自旋注入的新型激光器。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall
High-efficiency resonant amplification of weak magnetic fields for single spin magnetometry
我们从理论上证明，通过将铁磁粒子之间的氮空位（NV）磁强计和目标自旋，磁强计的灵敏度显着增加。具体而言，使用实验上已经可用的材料和技术，我们发现，通过利用铁磁共振，可以测量的最小磁矩与当前最先进的磁力计相比小四个数量级。因此，我们提出的设置是足够敏感的检测一个单一的核自旋在距离$30$ ~nm的表面在不到一秒的数据采集在室温下。我们的提议为在环境条件下对生物材料进行纳米级NMR打开了大门。
2014-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Controllable pi junction with magnetic nanostructures
我们提出了一种新型的约瑟夫森器件，其中0和$π$状态由电流控制。在该系统中，由于铁磁电极的自旋注入在正常金属中引起非局域自旋积累，因此在超导体/正常金属/超导体结中出现了$π$态。我们的研究不仅为超导自旋电子器件的应用提供了新的可能性，也为深入理解磁性纳米结构中的自旋相关现象提供了新的思路。
2006-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic fluctuations of spin currents
即使在没有自旋激活铁磁界面的情况下，也可以通过向纳米结构施加偏置电压V来产生自旋电流。大多数理论建议集中在一个具体的自旋轨道相互作用和无序平均效应。任何自旋-轨道相互作用都会产生不受无序影响的具有典型振幅e^2 V/ \hbar的随机自旋电流，这一点一直没有得到充分的认识。这项工作解决了这样的介观自旋电流的通用模型的纳米结构，几个量子连接器满足在一个单一的节点。分析是在最近发展的G_Q修正的量子线路理论框架下进行的，揭示了自旋电流涨落的四种不同机制。结果阐述了简单的模型的隧道和弹道连接器。
2007-06-24 cond-mat.mes-hall
Anomalously large spin-current voltages on the surface of SmB$_6$
拓扑绝缘体的自旋极化表面态无论从基本原理还是应用角度都引起了人们的兴趣。最近的一项提议描述了一种用铁磁接触探测这些表面状态的方法，该方法随后被应用于各种材料。在这项研究中，我们使用这种方法对潜在的拓扑绝缘体SmB $_6$与一个新的设计的基础上的Corbino几何。尽管信号的行为与电流和磁场的所有方向的预测一样，但其幅度远大于预期。可能的寄生效应，如杂散场感应霍尔电压被排除在外，留下的意见不确定的起源。这证实了在解释类似实验的结果时需要仔细分析。
2019-07-26 cond-mat.mes-hall
Topological Yu-Shiba-Rusinov chain from spin-orbit coupling
我们研究了在具有Rashba自旋轨道耦合的二维单态超导体中嵌入经典自旋链所形成的杂质带中实现拓扑态的可能性。在类似的建议，需要一个非平凡的拓扑结构的杂质自旋的螺旋自旋纹理相反，在这里，我们表明，自旋翻转相关性由于超导体中的自旋-轨道耦合产生的杂质自旋铁磁对齐的拓扑状态。从Bogoliubov-de Gennes方程出发，我们导出了一个有效的紧束缚模型，它类似于一个具有长程跳跃和配对项的无自旋超导体。我们评估的拓扑不变量，并表明，一个拓扑非平凡的状态是一般存在于这个模型。
2015-02-20 cond-mat.mes-hall
Noncollinear antiferromagnetic textures driven high harmonic generation from magnetic dynamics in the absence of spin-orbit coupling
我们证明了产生高阶谐波的载波泵浦旋进铁磁或反铁磁订单，通过磁共振激发，在拓扑反铁磁纹理的存在下。这导致载流子动力学的数量级的增强。有趣的是，生成过程发生在一个内在的方式，并完全由s-d交换耦合的非共线反铁磁秩序和动态的s-d交换参数的磁驱动之间的相互作用。因此，相对论自旋轨道相互作用是不需要的泵电流中的高次谐波的出现。因此，非共线拓扑反铁磁序被提出作为自旋轨道相互作用的替代，以利用高谐波发射在载流子泵浦的目的。我们的建议开创了一个诱人的前景，在超快自旋电子学的高度活跃的领域的背景下，利用拓扑磁纹理。
2022-08-10 cond-mat.mes-hall
Proposal for a micromagnetic standard problem for materials with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
了解Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya interaction，简称Dzyaloshinski-Moriya interaction）在螺旋磁序形成中的作用，以及缺乏反转对称性的磁系统中skyrmions的出现，由于新型自旋技术的巨大潜力，人们越来越感兴趣。作为Skyrmions宿主的候选材料包括属于B20族的材料，如FeGe，已知用于稳定布洛赫类Skyrmions，界面系统如钴多层膜或Ir（111）顶部的Pd/Fe双层，已知用于稳定Néel类Skyrmions，以及最近，具有晶体对称性的合金，其中反Skyrmions被稳定。微磁模拟已成为一种标准的方法，以帮助设计和优化的自旋电子和磁性纳米器件，也适用于建模的设备应用程序，使使用skyrmions。几个公共领域的微磁仿真软件包，如OOMMF，MuMax 3和Fidimag已经提供了不同的磁参数的实现。因此，非常希望提出一个所谓的微磁标准问题，它将允许一个基准测试和测试不同的软件包，以类似的方式，是做的铁磁材料，而没有超导。在这里，我们提供了一系列定义明确且日益复杂的计算问题，用于磁性材料。我们的测试问题包括1D，2D和3D域，自旋波动力学的存在下，自旋波，和验证的分析和数值解，包括均匀磁化，边缘倾斜，自旋波和skyrmion形成。这组问题可以被新的微磁模拟代码的开发者和…
2018-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Giant and tunneling magnetoresistance effects from anisotropic and valley-dependent spin-momentum interactions in antiferromagnets
巨磁电阻或隧穿磁电阻是用于在商业自旋电子器件中读取信息的物理现象。这些效应依赖于在多层结构中的参考和感测铁磁电极之间通过的保守自旋电流。最近，我们提出，这些基本的自旋电子效应可以实现在共线反铁磁体交错自旋动量交换相互作用，产生保守的自旋电流的情况下，净平衡磁化。在这里，我们通过提出反铁磁巨效应和隧道磁电阻效应的原型模型机制来详细阐述这一提议。这些模型分别基于非相对论交错自旋-动量相互作用的各向异性和谷依赖形式。使用第一性原理计算，我们将这些模型机制，真正的反铁磁材料和预测的效果的$\sim$ 100\%的规模。我们指出，除了GMR/TMR检测，我们的模型直接意味着自旋转移矩激发的反铁磁体的可能性。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Stern-Gerlach device to polarize spin currents
自旋制备和自旋探测是自旋电子学和几种固态量子信息处理方案中的基本问题。在这里，我们提出了一个光学偏振分束器（PBS）的介观等效。该干涉测量装置使用非色散相位（Aharonov-Bohm和Rashba），以便将上自旋和下自旋载波分离成不同的输出，因此它类似于Stern-Gerlach装置。它既可以用作自旋准备装置，也可以通过将自旋转换为电荷（轨道）自由度来用作自旋测量装置。所提出的自旋极化器的一个重要特征是不使用铁磁接触。
2003-01-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological superconductivity in a magnetic-texture coupled Josephson junction
提出一种无需自旋轨道耦合和外部磁场的磁织构耦合约瑟夫森结，实现拓扑超导，其拓扑相由势垒磁化强度和超导相位调控，可通过超电流抑制检测。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana End-States in Multi-band Microstructures with Rashba Spin-Orbit Coupling
最近的工作[1]表明，对于理想的无自旋p+ip超导体，只要：1）样品宽度不超过超导相干长度; 2）占据奇数个横向子带，就可以在严格的一维极限之外实现Majorana端态。在这里，我们扩展这种分析的情况下，一个有效的p+ip超导体工程从Rashba自旋轨道耦合表面的诱导磁化和超导性，并找到了一些新的功能。具体来说，我们发现，有限尺寸的量子化允许马约拉纳端态，即使当化学势是外部的诱导塞曼间隙的散装材料将不会是拓扑。这与利用半导体量子线的提议有关，然而，我们还发现，如果感生磁化太大，则体能隙实质上减小。接下来，我们考虑一个略有不同的几何形状，并表明马约拉纳端态可以创建在铁磁畴的末端。最后，我们考虑曲折的边缘的情况下，令人惊讶地发现，良好定义的横向子带的存在是没有必要的强大的马约拉纳端态的形成。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall
Fast domain walls governed by Œrsted fields in cylindrical magnetic nanowires
自提出以来，利用磁性非易失性3D移位寄存器来极大地增加数据存储密度的想法一直对电流感生畴壁（DW）运动感兴趣。到目前为止，实验工作集中在平坦的纳米带，表现出广泛的值得注意的效果，但遭受固有的DW不稳定性限制其流动性。相比之下，铁磁圆柱形纳米线（NW）可以承载一种新型的磁性DW，即布洛赫点壁（BPW），由于其特定的3D拓扑结构，不应该经历相同的基本问题。这可能会导致DW速度超过~1000 m/s，并产生迷人的新物理，包括耦合到磁自旋波，然而，到目前为止，还缺乏NW中DW动力学的实验证据。在这里，我们报告的实验结果，电流引起的DW运动的NW与速度>600米/秒，定量预测一致。此外，我们的研究结果表明，虽然以前被忽视，奥斯特场引起的电流起着至关重要的和有价值的作用，而在稳定专门BPWs。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall
Direct-write of free-form 3D nanostructures with controlled magnetic frustration
构建自然发生的磁性结构的纳米技术模拟物已被证明是研究几何诱导的磁挫等主题的强大方法，并为统计物理提供模型系统。此外，它实际上允许通过实现无法通过自然结晶或化学合成获得的人工晶格几何形状来设计新的物理特性。这已经在二维人工自旋冰系统领域取得了巨大成功，其重要分支进入磁逻辑器件领域。虽然已经提出了推进到三维（3D）的第一建议，但是基于电子束光刻的已建立的纳米纤维路径尚未适于获得自由形式的3D纳米结构。在这里，我们展示了独立铁磁3D纳米结构的直接写入制造，完全控制磁挫折的程度。通过采用微霍尔传感，我们已经确定了我们的自由形式的结构在外部施加的磁场中产生的杂散磁场，我们已经进行了微磁和宏观自旋模拟，推导出的空间磁化分布的结构，并分析其开关行为。此外，我们表明，磁性3D元素可以与其他3D元素的不同化学成分和固有的材料特性相结合。
2017-09-18 cond-mat.mes-hall
Spin and valley filter based on two-dimensional WSe$_2$ heterostructures
在这项工作中，我们研究自旋和谷输运性质的WSe $_2$单层放置在铁磁绝缘体的顶部。我们感兴趣的是通过施加外部电势来控制系统的输运性质。为了获得自旋谷极化，我们考虑了一个单一的和一个双势垒结构的栅极电位。我们分析了这些极化输运性质的效率如何依赖于门电位强度和几何构型。此外，我们调查如何修改自旋和谷输运性质时，交流电位施加到系统。我们已经得到了一个可控的调制的自旋和谷极化的交流电位的强度和频率的函数，主要是在太赫兹范围内。这些结果验证了WSe $_2$的双量子阱结构作为候选物的提议，以在最佳几何参数范围内提供自旋和谷依赖性输运。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric control of emergent magnonic spin current and dynamic multiferroicity in magnetic insulators at finite temperatures
将热能转换成磁振子自旋电流和/或有效电极化的强度有望实现新的器件功能。本文提出了一种利用空间不均匀的外部静态电场在均匀温度下产生和控制开路磁子自旋电流和有效多铁性的方法。这个领域施加到一个铁磁绝缘体的Dzyaloshinskiii-Moriya型耦合局部变化的磁振子色散和修改的密度的热激发磁振子在一个区域的规模的字段的不均匀性。由此产生的磁振子密度梯度可以看作是有效磁振子温度梯度。这种有效的热梯度与局部磁振子色散一起导致开路、电场控制的磁振子自旋电流。事实上，对于外部电场的适度变化，预测的磁振子自旋电流是由可比的外部温度梯度产生的自旋（塞贝克）电流的规模。由成熟的数值支持的分析方法证实，有限的温度和不均匀的电场对于这种新出现的非平衡现象都是必要的。该提议可以集成在磁振子和多铁性电路中，例如使用例如纳米图案化将热转换成电控纯自旋电流，而不需要在纳米尺度上产生大的热梯度。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
Spin-resolved inelastic electron scattering by spin waves in noncollinear magnets
物质的拓扑非共线磁相是未来信息纳米技术的许多建议的核心，具有基于超薄膜和纳米线的新器件概念。它们的运行需要理解和控制潜在的动力学，包括自旋波等激发。到目前为止，还没有实验技术试图探测非共线低维系统中的大波矢自旋波。在这项工作中，我们解释了如何非弹性电子散射，适用于调查的表面和薄膜，可以检测集体自旋激发谱的非共线磁体。为了揭示这种非共线样品中自旋波的特殊性，我们提出了使用自旋极化电子能量损失谱与自旋分析仪增强。利用自旋分析仪检测散射电子的极化，定义了四个自旋相关散射通道，其允许过滤和选择特定的自旋波模式。我们以拓扑非平凡的skyrmion晶格、自旋螺旋相和常规铁磁物质为例。然后，我们证明，反直觉和铁磁的情况下，即使非自旋翻转过程可以产生自旋波在非共线衬底。所测量的分散和寿命的激发模式允许指纹的磁性性质的基板。
2018-04-19 cond-mat.mes-hall
Opportunities for long-range magnon-mediated entanglement of spin qubits via on- and off-resonant coupling
操纵多个空间分离的量子比特之间的纠缠的能力对于量子信息处理是必不可少的。虽然金刚石中的氮空位（NV）中心提供了一个有前途的量子位平台，但开发可扩展的双量子位门仍然是一个众所周知的挑战。为此，磁振子介导的纠缠方案由于其长距离自旋相干传播而引起了人们的注意。然而，这种方案的最佳器件几何形状和门协议尚未确定。在这里，我们预测强长距离（$>μ$ m）NV-NV耦合通过磁振子模式与合作超过统一的铁磁棒和波导结构。此外，我们探讨和比较共振转导和非共振虚拟磁振子交换协议，并讨论其适用于在低温（$T\lesssim 150$ mK）在现实的实验条件下产生或操纵纠缠态。这项工作将指导未来的实验，旨在纠缠自旋量子比特在固体与磁振子激发。
2021-09-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal Spin Waves from Accelerating Domain Walls via the Unruh Effect
Utrecht University（乌得勒支大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
通过Unruh效应，加速的磁域墙产生热自旋波，为探索相对论量子场现象提供了新途径。
2025-12-12 cond-mat.mes-hall gr-qc
Spin pumping effect in non-Fermi liquid metals
本文提出利用自旋泵浦探测磁性异质结构二维界面的非费米液体行为，揭示量子临界区铁磁共振与Gilbert阻尼的幂律标度及其普适意义。
2025-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin transistor built on 2D van der Waals heterostructures
自旋晶体管（其通断操作通过电场控制的自旋取向1实现）如果实现，则可以通过实现更快和更节能的性能以及非易失性数据存储2、3来彻底改变现代电子设备。由Datta和Das 1提出的依赖于半导体沟道中的电场控制的自旋进动的原始提议面临着重大挑战，包括低效的自旋注入、自旋弛豫和自旋进动角的扩展4、5。最近在二维磁性绝缘体CrI 3中的磁场切换为6-8阶和自旋过滤为9-12阶的演示激发了自旋晶体管的新工作原理。在这里，我们展示了基于双栅石墨烯/CrI 3隧道结的自旋场效应晶体管。这些设备显示出双极晶体管的行为和隧道磁阻广泛可调门时，CrI 3磁性隧道势垒进行反铁磁-铁磁自旋翻转过渡。在自旋翻转转变附近的恒定磁偏置下，栅极电压可以以大的滞后在高电导状态和低电导状态之间重复地改变器件。这种新的自旋晶体管概念的基础上的电场控制的自旋翻转过渡的磁隧道势垒是免疫的接口缺陷，并允许自旋注入，控制和检测在一个单一的设备。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Transfer Torque Generated by the Topological Insulator Bi_2Se_3
磁性器件是实现非易失性存储器和逻辑技术的领先竞争者，可以扩展到高密度和高速，并且不会磨损。然而，磁存储器和逻辑器件的广泛应用将需要开发使用尽可能少的电流和功率来重新定向其磁化的有效机制。最近在这方面取得了相当大的进展，特别是发现重金属/铁磁体双层中的自旋-轨道相互作用可以通过重金属中的自旋霍尔效应或铁磁体中的Rashba-Edelstein效应在磁性层上产生强大的电流驱动扭矩。作为寻找提供甚至更有效的自旋-轨道诱导转矩的材料的一部分，一些提议已经提出了拓扑绝缘体（TI），其具有表面状态，其中自旋-轨道耦合的效应在电子的自旋取向相对于其传播方向被锁定的意义上是最大的。实验结果表明，室温下在TI Bi_2Se_3的薄膜中面内流动的电荷电流确实可以对相邻的铁磁坡莫合金（Py = Ni_（81）Fe_（19））薄膜施加强的自旋转移力矩，其方向与拓扑表面态所预期的方向一致。我们发现Bi_2Se_3的每单位电荷电流密度的转矩的强度大于迄今为止测量的任何其他自旋转矩源材料，甚至对于其中表面态与体导电共存的非理想TI膜也是如此。我们的数据表明，TI有潜力使非常有效的磁性材料在室温下的存储器和逻辑应用的电气操作。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall
