Floquet Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall State in Nonmagnetic Heterobilayers
谷极化量子反常霍尔（VQAH）态提出了一种结合谷电子学和自旋电子学的非平凡拓扑策略，在凝聚态物理中引起了广泛的兴趣。到目前为止，已探索的VQAH态仍然局限于磁性系统。本文利用低能有效模型和Floquet定理，提出了一种不同的机制来实现光照射下的异质双分子层中的Floquet VQAH态。然后，我们实现了这一建议，通过第一性原理计算在过渡金属二硫族化合物异质双层膜，它最初具有时间反演不变的谷量子自旋霍尔（VQSH）状态。通过照射圆偏振光，时间反转不变的VQSH态可以演化为VQAH态，表现为光学可切换拓扑自旋谷滤波器。这些发现不仅为实现无磁序的VQAH态提供了一个合理的方案，而且为设计拓扑自旋电子器件和谷电子器件开辟了一条诱人的道路。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall
Nonmagnetic-Doping Induced Quantum Anomalous Hall Effect in Topological Insulators
在磁掺杂拓扑绝缘体中实验观察到量子反常霍尔效应。然而，超低温（通常低于300 mK），这主要是由于不均匀的磁性掺杂，成为一个艰巨的挑战，潜在的应用。本文提出了一种\textit{nonmagnetic}掺杂策略，在拓扑绝缘体中产生铁磁性并实现QAHE。我们数值计算表明，磁矩可以诱导由氮或碳取代在Bi $_2$ Se $_3$，Bi $_2$ Te $_3$，和Sb $_2$ Te $_3$，但只有氮掺杂的Sb $_2$ Te $_3$表现出长程铁磁性和保持大的体带隙。我们进一步表明，其相应的薄膜可以在17-29开尔文的温度下窝藏QAHE，这比类似系统中的典型温度高两个数量级。我们提出的\textit{nonmagnetic}掺杂方案可能为拓扑绝缘体中高温QAHE的实验实现提供新的思路。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generation and Hall effect of skyrmions enabled via using nonmagnetic point contacts
为了实现基于skyrmion的自旋电子器件的功能，skyrmion的可控产生和操纵是必不可少的。虽然已经证明了通过使用磁几何收缩来产生skyrmions，但这种方法很难与随后的skyrmions控制操作相结合。从磁收缩产生skyrmion的高效率限制了有用的电流密度，导致随机skyrmion运动，这可能会掩盖拓扑现象，如skyrmion霍尔效应。为了解决这个问题，我们设计了一种在Ta/CoFeB/TaOx三层薄膜器件中的导电Ti/Au点接触。通过施加高压脉冲，我们实验证明了skyrmions可以动态产生。此外，在相同的器件中还观察到了自旋拓扑相关的Skyrmion动力学，即Skyrmion霍尔效应。通过微磁模拟，其中的重要作用的skyrmion-antiskyrmion对一代已被确定的数字再现的创建过程。在考虑了空间非均匀自旋轨道力矩和马格努斯力的贡献后，使用修改后的Thiele方程描述了Skyrmions的运动和霍尔效应。同时产生和操纵的skyrmion使用的一个点接触可以提供一个有用的途径，设计新的skyrmion为基础的设备。
2019-02-19 cond-mat.mes-hall
Abrupt switching of the anomalous Hall effect by field-rotation in nonmagnetic ZrTe5
霍尔效应出现时，时间反演对称性被破坏的内在磁性或外部磁场。后一种贡献在非磁性材料中占主导地位，其中霍尔效应的角度依赖性通常是平滑的余弦函数，因为只有场的面外投影才会产生电子的面内横向运动。在这里，我们报告的观察突然切换的霍尔效应的磁场旋转在非磁性材料，ZrTe 5。霍尔电阻率的角度依赖性接近正负号函数，持续到0.03 T的极低场。通过改变ZrTe 5的载流子密度超过三个数量级，我们发现这种奇异行为是由于在泡利顺磁性的量子极限下，当塞曼能量超过费米能量时，超稀质量狄拉克载流子产生的反常霍尔效应引起的.我们的研究结果阐明了ZrTe 5中反常霍尔效应的起源，产生由于自旋极化的大量狄拉克电子，而不是Weyl节点的分离。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall
The effects of a magnetic barrier and a nonmagnetic spacer in tunnel structures
研究了一种新型的磁性隧道结中的自旋极化输运，该结由两个铁磁电极和一个磁势垒及一个金属隔离层组成。基于传输矩阵方法和近自由电子近似，从理论上研究了隧道磁电阻（TMR）和电子自旋极化与外延层厚度和外加偏压的关系。的TMR和自旋极化显示作为间隔层厚度和偏置电压的函数的振荡行为。振荡起源于间隔层中的量子阱态，而磁势垒的存在引起强自旋极化和高的TMR值。我们的研究结果可能有助于基于相干输运的自旋电子器件的发展。
2004-06-11 cond-mat.mes-hall
Current driven second harmonic domain wall resonance in ferromagnetic metal/ nonmagnetic metal bilayer: a field-free method for spin Hall angle measurements
研究了交流电流驱动的双层铁磁金属（FM）/双金属（NM）纳米线中的畴壁运动。用包含所有自旋转移力矩的修正Landau-Lifshitz-Gilbert方程的解描述了自旋霍尔效应存在时畴壁的运动。我们发现，除了已知的第一谐波激励的磁畴壁中心的第二谐波频率响应。与磁性薄膜中自旋-轨道转矩的谐波霍尔测量中实验观察到的二次谐波响应相反，该二次谐波响应直接源自自旋-轨道转矩驱动的畴壁动力学。基于由畴壁动力学产生的自旋电流，确定跨纳米线长度的纵向自旋动力产生的电压。二次谐波响应引入了一种新的实用的无场和全电的方法来探测FM/NM双层结构的有效自旋霍尔角，可以应用于实验。我们的研究结果还表明，利用FM/NM双层结构的磁畴壁为基础的自旋力矩信号发生器和谐振器的能力。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
RKKY Interactions in Graphene: Dependence on Disorder and Gate Voltage
本文报道了石墨烯中Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida（RKKY）相互作用对非磁性无序和栅电压的依赖性。首先利用半经典方法保留了洁净石墨烯中RKKY相互作用的表达式。由于狄拉克点的赝能隙，未掺杂石墨烯中的RKKY耦合被发现与$1/R^3$成正比。接下来，我们研究如何RKKY相互作用依赖于无序的强度和栅极电压，通过数值研究蜂窝晶格上的安德森紧束缚模型。我们观察到，沿扶手椅方向的RKKY相互作用比其他方向更鲁棒的millimeter无序。这种效应可以半经典地解释：扶手椅方向上两个晶格位置之间存在多个最短路径被认为是降低无序敏感性的原因。我们还提出了锯齿形和扶手椅方向的RKKY相互作用的分布。我们确定了三种不同的形状的分布是沿锯齿形方向周期性重复，而只有一种，更窄的分布，观察沿扶手椅方向。此外，我们发现，RKKY相互作用的振幅的分布交叉从一个非高斯形状与很长的尾巴，完全对数正态分布时，增加的无序强度。对数正态分布的宽度被发现与无序的强度线性增加，与分析预测一致。在狄拉克点附近的有限栅压下，除了两个狄拉克点之间的干涉引起的振荡外，还出现了弗里德尔振荡。这导致跳动模式。我们研究了这些拍频模式如何受到掺杂石墨烯中的无序的影响。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall
Planar Hall torque
在铁磁和非易失性磁存储器中，双层铁磁材料的自旋轨道力矩有望实现能量有效的磁化切换。以前研究的自旋霍尔和Rashba扭矩源自自旋轨道相互作用内的非线性材料和双层界面，分别。在这里，我们报告的自旋-轨道扭矩，所产生的平面霍尔电流的铁磁材料的双层，并作为积极或消极的磁阻尼。该平面霍尔转矩在由所施加的电场和双层法线限定的平面中表现出不寻常的双轴对称性。平面霍尔转矩的大小类似于巨自旋霍尔转矩的大小，并且足够大以激发铁磁层磁化的自振荡。
2017-12-20 cond-mat.mes-hall
Giant magneto-cubic in-plane Hall effect in a nonmagnetic material
本文在非磁性半赫斯勒化合物LuAuSn中发现幅度超过以往所有报道的巨平面内霍尔效应，实验观测到π周期和磁场立方依赖关系，并通过标度律分析与第一性原理计算证明外禀侧跳和偏斜散射主导该效应，为IPHE的实际应用开辟了新途径。
2025-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Geometric Renormalization of the Hall Coefficient and Unconventional Hall Resistivity in ZrTe5
本文通过Kubo-Streda公式和Landau能级框架研究非磁性Dirac材料ZrTe5中的非传统霍尔效应，揭示霍尔系数受量子几何与电子-空穴相干重整化，并在量子极限下呈现不饱和1/B标度，为理解非磁性Dirac材料的反常霍尔效应提供了机制解释。
2025-08-21 cond-mat.mes-hall
Polar and quadratic magneto-optical Kerr effects in nonmagnetic/ferromagnet bilayers for spin-orbit torque measurements
The University of Tokyo（东京大学）；Research Institute of Electrical Communication (RIEC), Tohoku University（东北大学电气通信研究所）；Mie University（三重大学）；Trans-scale quantum science institute (TSQS), The University of Tokyo（东京大学跨尺度量子科学研究所）
本文研究非磁/铁磁双层膜中极向和二次磁光克尔效应，发现二次与极向MOKE信号比值远小于霍尔电阻比值，表明自旋霍尔磁电阻对可见光范围MOKE响应贡献可忽略，从而验证MOKE测量自旋力矩效率的可靠性。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional spin Hall effects in nonmagnetic solids
直接和反向自旋霍尔效应是利用电子自旋作为信息载体的新型应用的核心，允许产生自旋电流并通过电压检测它们。在标准排列中，外加电场诱导出具有垂直自旋极化的横向自旋电流。虽然常规的自旋霍尔效应通常用于自旋轨道转矩或自旋霍尔磁阻实验，但根据特定需要配置电子器件的可能性非常有限。在这里，我们研究非常规的自旋霍尔效应，具有相同的起源作为传统的，但只表现在低对称性的晶体中的自旋极化，自旋电流和电荷电流不强制正交。基于对所有230个空间群的对称性分析，我们已经确定了可能表现出不寻常的电荷-自旋转换构型的晶体结构。最相关的几何形状进行了更详细的探讨，特别是，我们分析了共线组件产生横向电荷和自旋电流与自旋极化平行于其中之一，以及纵向的，其中电荷和自旋电流是平行的。此外，我们还证明了通过外加电场对晶体对称性的可控破坏，可以诱导出非常规的自旋霍尔效应，这为利用电场对自旋注入和探测进行外部调谐提供了一种新的思路.这些结果已被自旋电子学相关的各种材料的密度泛函理论计算所证实。我们相信，我们的研究结果将刺激进一步的计算和实验研究的非常规自旋霍尔效应。
2023-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance originated from charge-spin conversion in ferromagnet
从理论上研究了由反常霍尔效应引起的铁磁/铁磁/铁磁三层膜中的横向磁电阻效应。通过求解体材料中的自旋扩散方程，利用铁磁/铁磁界面处自旋相关的Landauer公式，得到了横向电阻率的解析表达式。由反常霍尔效应引起的电荷-自旋转换以与自旋反常霍尔角的平方成比例的方式对磁阻作出贡献。磁阻的角度依赖性与平面霍尔效应的角度依赖性基本相同，但具有取决于两个铁磁体中磁化的相对角度的附加项。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Crossover of the Hall-voltage distribution in AC quantum Hall effect
从理论上研究了量子霍尔系统非相干线性输运过程中低频交流电流感应的霍尔电压分布。结果表明，随着频率的增加或对角电导率的减小，霍尔电压分布由均匀分布向边缘集中分布过渡。这种交叉也反映在交流磁阻的频率依赖性。
2011-01-24 cond-mat.mes-hall
Calculating interface transport parameters at finite temperatures: Nonmagnetic interfaces
第一性原理散射计算被用来研究自旋输运通过扩散的双金属之间的界面，对称性降低导致增强的自旋轨道耦合（SOC）的效果和不连续的自旋电流通过接口。从电导和局部自旋电流计算的双分子层，我们提取的室温界面电阻$R_{\rm I}$，自旋记忆损失参数$δ$和界面自旋霍尔角$Θ_{\rm I}$的值，为金$|$ Pt和金$|$ Pd接口使用冻结的热无序计划模型有限的温度。所有这三个参数的实质性的值被发现与重要的后果，实验涉及的隔离层和盖帽层。确定了Au $|$ Pt的界面参数随温度的变化关系。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall
Universal scaling of the Anomalous Hall voltage of magnetic layer with the adjacent conducting layer
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术学院）
本研究结合实验与理论，揭示磁性异质结构反常霍尔电压随相邻非磁性导电层厚度、电阻率的普适标度关系，明确其机制为串联电阻效应，为相关自旋电子现象研究提供关键信息。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Magnonic Spin Tunneling Junction
我们从理论上研究了有效的交换相互作用，$J_\mathrm{eff}$，介导的导电电子内的金属间隔，在存在的偏置电压，夹在两个铁磁绝缘体。在紧束缚模型的基础上，我们给出了$J_\mathrm{eff}$的电压和间隔层厚度的依赖关系，并证明了其可控性。我们也提出一种兼具场效电晶体与非挥发性记忆体功能的新型磁振子元件。
2019-11-28 cond-mat.mes-hall
Observation of the nonlinear Hall effect under time reversal symmetric conditions
电霍尔效应是在面外磁场下产生横向电压。历史上，对霍尔效应的研究已经取得了重大突破，包括Berry曲率和拓扑Chern不变量的发现。在磁体中，内部磁化允许在没有外部磁场的情况下的霍尔电导率。这种反常的霍尔效应（AHE）已成为研究量子磁体的重要工具。在无外磁场的超导材料中，由于时间反演对称性的限制，电学霍尔效应很少被研究。然而，严格地说，只有线性响应区域中的霍尔效应，即，与外部电场成线性比例的霍尔电压由于时间反演对称性而同样地消失。另一方面，非线性响应区域中的霍尔效应可能不受这种对称性约束。在这里，我们报告的观察非线性霍尔效应（NLHE）的电输运的二维量子材料，双层WTe 2。具体地，在双层WTe 2中流动电流在没有磁场的情况下导致非线性霍尔电压。NLHE表现出与金属中的AHE截然不同的不寻常性质：NLHE表现出二次I-V特性;它强烈主导非线性纵向响应，导致约90度的霍尔角。我们进一步表明，NLHE直接测量的“偶极矩”的Berry曲率，这是由层极化狄拉克费米子在双层WTe 2。我们的研究结果证明了一种新的霍尔效应，并提供了一个强大的方法来检测Berry曲率在广泛的量子材料中的能量分辨的方式。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Spin-torque generation by dc or ac voltages in magnetic layered structures
在散射矩阵方法的框架下，导出了在外部直流或交流电压存在下磁性层状结构中电流感应自旋力矩的一般表达式。一个详细的分析进行磁-磁-磁三层连接到外部引线中存在的直流电压偏置的弹道制度。另外，通过绝热交流调制的外部栅极电压（量子泵浦）产生自旋力矩的可能性提出和讨论。
2009-09-02 cond-mat.mes-hall
Current-voltage characteristics of semiconductor/ferromagnet junctions in the spin blockade regime
最近预测[Phys.Rev.B75，193301（2007）]，当电子流从半导体被引导到铁磁体中时，自旋阻塞可以在半导体/完美铁磁体结处发展。在这里，我们考虑这种结的电流-电压特性。通过考虑接触电阻，我们证明了电流稳定效应：通过增加施加的电压，通过结的电流密度饱和在一个特定的值。电流密度的瞬态行为也进行了研究。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall
Inverse Orbital Hall Effect Discovered from Light-Induced Terahertz Emission
轨道电子学的最新进展揭示了利用轨道电流作为信息载体的可能性。轨道电流和电荷电流之间的相互转换是轨道信息处理的关键。虽然轨道电流可以通过轨道霍尔效应从电荷电流产生，但是由于缺乏可靠的轨道电流源以及无所不在的逆自旋霍尔效应的干扰，仅在极少数系统中观察到从轨道电流到电荷电流的转换。在这项研究中，我们表明，超快脉冲的轨道电流可以产生在镍层飞秒激光脉冲。我们证明，通过注入这样的轨道电流脉冲到超导金属，瞬态充电电流的诱导和发射太赫兹电磁脉冲。金属氧化物层充当轨道电流到充电电流的转换器。光生轨道电流的产生和转换的发现为未来轨道电子器件的发展开辟了一条新的途径。
2023-03-09 cond-mat.mes-hall
Persistent Hall Voltage and Current in the Fractional Quantum Hall Regime
在强垂直磁场中，在奇数反填充因子和存在弱收缩的情况下，获得了作为温度和穿透环的通量的函数的孤立环中的持续霍尔电压和电流。一个热力学霍尔电导被发现具有普遍的价值，即使在收缩的背散射。包括详细的附录上的手征孤子运营商的玻色化和推导的手征行动，它有一个额外的拓扑项起源于零模式的动态。
1997-04-02 cond-mat.mes-hall
Dynamic coupling of ferromagnets via spin Hall magnetoresistance
从理论上研究了自旋霍尔效应引起的重金属铁磁体的同步磁化动力学。在铁磁/铁磁界面附近的正向和反向自旋霍尔效应产生纵向和横向电流。这种现象被称为自旋霍尔磁阻效应，由于自旋转移效应，其大小取决于铁磁体中的磁化方向。当另一个铁磁体被放置在同一个非磁体上时，这些电流再次通过自旋霍尔效应转换为自旋电流，并将自旋力矩激发到这个额外的铁磁体上，导致磁化的耦合运动的激发。通过数值求解Landau-Lifshitz-Gilbert方程，在横向几何中发现了磁化振荡的同相或反相同步，其同步取决于Gilbert阻尼常数和类场转矩强度的值.另一方面，除了这些同步之外，在纵向几何结构中还发现具有四分之一周期的相位差的同步。解析理论澄清电流，频率和相位差之间的关系也被开发，其中它示出，在数值模拟中观察到的相位差对应于给出由耦合转矩提供的能量的固定点。
2017-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other nlin.AO
Hall Voltage with the Spin Hall Effect
自旋霍尔效应通常不导致充电霍尔电压。我们预测，在系统中的不均匀的电子密度在垂直于主电流流动的方向，自旋霍尔效应，而不是伴随着霍尔电压。与普通的霍尔效应，我们发现，这种霍尔电压是二次的纵向电场的参数范围很广的实验。我们还预测了自旋积累在散装和尖锐的峰值附近的边缘自旋霍尔诱导电荷积累。我们的结果可以很容易地进行实验测试，并允许在非磁性系统中的自旋霍尔效应的电测量，而无需注入自旋极化电子。
2007-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-vibronics in interacting nonmagnetic molecular nanojunctions
我们发现，在铁磁电子库和自旋相关的隧道耦合的存在下，在单分子晶体管中的分子振动诱导一个有效的分子内交换磁场。它产生一个有限的自旋积累和旋进的电子限制在分子桥和（非）平衡条件下发生。有效交换磁场在这里计算的最低阶的隧道耦合的非平衡传输设置。电子之间的库仑相互作用以及有限的电子-声子耦合被考虑在内。我们表明，对于现实的物理参数，一个有效的自旋-声子耦合出现。它是由量子多体相互作用引起的，这些相互作用要么是电子-声子，要么是类库仑作用。我们调查的进动和积累的限制自旋作为偏置和栅极电压的函数，以及它们的依赖关系所包围的左，右水库之间的磁化的角度。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall
A pertubative approach to the Kondo effect in magnetic atoms on nonmagnetic substrates
扫描隧道显微镜的最新实验进展使测量衬底上孤立和磁耦合原子的电导谱成为可能。值得注意的是，这些光谱的特征在于近藤效应和自旋翻转非弹性电子隧穿之间的竞争。特别是，它们包括近藤共振和对数增强的电导在电压对应的磁激发，两个功能，不能被捕获的二阶微扰理论中的电子自旋耦合。我们导出了电子自旋自能的三阶解析表达式，它可以很容易地与有限偏压下电子输运的非平衡格林函数方案结合使用。我们证明，我们的方法是能够定量描述近藤共振和自旋翻转非弹性电子隧穿之间的竞争，计算成本显着低于其他方法。详细讨论了Co和Fe在CuN上的例子。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall
A Model for the Voltage Steps in the Breakdown of the Integer Quantum Hall Effect
在用于维持美国电阻标准的样品中，无耗散整数量子霍尔效应的击穿作为一系列耗散电压阶跃发生。这种类型的击穿的机制，提出了一种基于磁激子的产生时，量子霍尔流体流过离子化的杂质超过临界速度。计算的产生率给出了一个电压阶跃高度与测量电子和空穴气体。我们还比较了这个模型的流体动力学描述的故障。
2003-03-11 cond-mat.mes-hall
Influence of the Hall-bar geometry on harmonic Hall voltage measurements of spin-orbit torques
谐波霍尔电压测量是一种广泛应用于测量重金属/铁磁体异质结构中自旋轨道感应有效场的定量技术。在霍尔条中的电压拾取线附近，电流是不均匀的，这导致有效场和导出量（例如自旋霍尔角或自旋霍尔电导率）的迄今未量化的减小。在这里，我们提出了一个彻底的分析的影响的电压拾取线的纵横比上的表观自旋霍尔角电流沟道宽度。实验进行了霍尔酒吧与宽范围的纵横比和一个显着减少的自旋霍尔角已经看到在霍尔十字与纵横比为1：1。我们的实验结果证实了有限元模拟的电流。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
AC Voltage Generation by Spin Pumping and Inverse Spin Hall Effect
旋进铁磁体抽运到相邻正常金属中的自旋电流的极化具有平行于旋进轴的恒定分量和垂直于磁化方向的旋转分量。前一个分量现在以由逆自旋霍尔效应（ISHE）感应的DC电压的形式被常规地检测。在这里，我们计算AC-ISHE电压远大于各种材料组合的直流信号，并讨论观察效果的最佳条件。包括回流的自旋是必不可少的提取参数，如自旋霍尔角从ISHE检测自旋泵实验。
2012-10-02 cond-mat.mes-hall
Room temperature antiferromagnetic resonance and inverse spin-Hall voltage in canted antiferromagnets
我们从理论和实验上研究了具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的倾斜反铁磁体的共振所引起的自旋泵浦信号，并证明了它们可以产生容易观察到的反自旋霍尔电压.使用双层的赤铁矿/重金属作为模型系统，我们在室温下测量的反铁磁共振和相关的反自旋霍尔电压，大的共线反铁磁体。正如预期的相干自旋泵浦，我们观察到，反自旋霍尔电压的符号提供了直接的信息，通过比较赤铁矿，氧化铬和亚铁磁体钇铁石榴石推断的模式手性。我们的研究结果开辟了新的手段，产生和检测自旋电流在太赫兹频率的功能化反铁磁体与低阻尼和倾斜的时刻。
2021-03-31 cond-mat.mes-hall
Spin Pumping and Inverse Spin Hall Voltages from Dynamical Antiferromagnets
动态反铁磁体将自旋有效地泵入相邻的导体作为铁磁体。高的反铁磁共振频率代表了实验检测的挑战，但磁场可以降低这些共振频率。我们计算的逆自旋霍尔电压产生的动态自旋激发作为一个功能的磁场沿易磁化轴和垂直于易磁化轴的驱动AC磁场的极化。我们考虑绝缘反铁磁体MnF $_2$、FeF $_2$和NiO。单轴反铁磁体MnF $_2$和FeF $_2$在自旋翻转转变附近的直流自旋抽运和反自旋霍尔电压有显著的增强。在双轴NiO中，电压弱得多，并且没有DC分量的自旋翻转增强。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall
Analytical expression for the harmonic Hall voltages in evaluating spin orbit torques
对电流感应转矩的深入理解是发展双磁性异质结构中电流和电压控制磁化动力学的关键。需要一种通用的技术来评估各种系统中的这种扭矩。在这里，我们检查绝热（低频）谐波霍尔电压测量，最近已经发展到研究电流感生的有效场，起源于自旋轨道效应。我们解析推导出一种形式，可用于评估谐波霍尔电压，并提取相关参数在两个代表性的系统，即出平面和在平面磁化系统。考虑了反常霍尔效应和平面霍尔效应的贡献。
2013-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Artificial ferroelectricity due to anomalous Hall effect in magnetic tunnel junctions
我们从理论上研究了F/O/F形式的磁性隧道结中横向于绝缘隔离层O的反常霍尔效应（AHE）和自旋霍尔效应（SHE），其中F是铁磁层，O代表隧道势垒。我们考虑的情况下，纯粹的弹道（量子力学）运输，考虑到不对称散射由于自旋轨道相互作用的隧道势垒。在所考虑的情况下，由于邻近效应，AHE和SHE具有表面性质。它们的振幅是散射势的一阶。这与铁磁金属形成对比，其中这些效应在这些电势上处于第二（侧跳散射）和第三（偏斜散射）阶。绝缘间隔件中的AHE电压值可能比金属铁磁电极中的大得多。对于两个F电极中磁化的反平行取向，即使在零施加电压下也存在自发霍尔电压。因此，夹在两个铁磁层之间的绝缘间隔物可以被认为表现出自发铁电性。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
The quantum Hall effect under the influence of a top-gate and integrating AC lock-in measurements
低频交流测量通常用于确定通过介观器件的电压和电流。我们计算的效果上记录的时间平均电压在存在的顶栅覆盖了很大一部分的设备上的交变霍尔电压。栅极保持恒定电压，而霍尔电压使用积分交流锁定技术记录。由此产生的霍尔曲线在两个整数平台之间的算术平均值处显示拐点，这不一定与朗道能级内的态密度分布有关。
2009-05-20 cond-mat.mes-hall
Piezo Voltage Controlled Planar Hall Effect Devices
铁磁体中磁化翻转的电控制对于未来的自旋电子学应用是高度期望的。在这里，我们报告的混合压电（PZT）/铁磁（Co2 FeAl）设备中的铁磁层中的平面霍尔电压仅由压电电压调谐。平面霍尔电压的变化与压电电压下平面内90 °的磁化翻转有关。在无外加磁场的情况下，基于压控Co2 FeAl平面霍尔效应器件，实现了室温磁性非门和或非门。我们的演示可能会导致使用铁磁材料实现信息存储和处理。
2016-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage-controlled spin injection with an endohedral fullerene CoC$_{60}$ dimer
利用密度泛函和扩展的Hückel理论研究了内嵌富勒烯Co@C $_{60}$二聚体在金电极上的自旋输运.态密度自旋极化高达95%，由于自旋分裂的钴3d轨道，发现通过改变栅极和/或偏置电压。电流的电流-电压特性和强（高达100%）的自旋极化的电流表明，该设备可以用于高效的自旋注入到超导导体。这一发现为实现尺寸小于2纳米、无需铁磁电极的静电调谐自旋电子纳米器件开辟了道路。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall
Acoustically Induced Giant Synthetic Hall Voltages in Graphene
任何偏离石墨烯平坦性的地方都会导致人造规范场的出现，这些规范场通过相关的伪磁场作用于狄拉克费米子的运动。在这里，我们证明了强规范场的可调性在非本地实验中使用一个大的平面石墨烯片，符合由表面声波的压电层的变形。在没有外部磁场的情况下，声波感应纵向和巨大的合成霍尔电压。合成霍尔电势和常规霍尔电压的叠加可以在大的外部磁场下消除样品的横向电势。因此，表面声波提供了一个有前途的和简易的途径，利用规范场在大型平面石墨烯系统。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall
Spin-circuit representation of spin pumping into topological insulators and determination of giant spin Hall angle and inverse spin Hall voltages
本文构建了自旋泵浦进入拓扑绝缘体的自旋电路表示，考虑体态与表面态平行通道，发现高电导表面态主导了自旋混合电导率与逆自旋霍尔电压的增加，测定出接近最大值1的巨型自旋霍尔角，并引入自旋吸收层使逆自旋霍尔电压翻倍。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall
Electric-field control of anomalous and topological Hall effects in oxide bilayer thin films
自旋电子学的关键技术之一是驯服自旋轨道耦合（SOC），它将电子的自旋和运动联系起来，从而在巡游磁体中产生有趣的磁输运性质。这种基于SOC的现象的突出示例是异常和拓扑霍尔效应。然而，由于电场在巡回磁体中趋于屏蔽，因此通过电场控制它们仍然没有实现。在这里，我们证明了异常和拓扑霍尔效应可以调制由铁磁SrRuO $_{3}$和SrIrO $_{3}$组成的氧化物异质结构的电场。只有当SrIrO $_{3}$插入SrRuO $_{3}$和栅介质之间时，我们才观察到明显的电场效应。我们的研究结果表明，强SOC的SrIrO $_{3}$等超导材料是必不可少的这些霍尔效应和其他可能的SOC相关现象的电调谐。
2018-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A dc voltage step-up transformer based on a bi-layer ν=1 quantum Hall system
双层电子系统在低温强磁场中，总朗道能级填充因子nu =1，可以进入强耦合相，称为（111）相或量子霍尔赝自旋铁磁体。在该阶段，在层之间存在大的量化霍尔拖曳电阻率。我们在这里考虑这样的结构，其中（111）相的区域被其中一个层通过栅极耗尽的区域分开，并且各个区域通过有线接触连接在一起。我们注意到，通过适当的设计，可以创建输出电压大于输入电压的直流升压Transformer，我们展示了如何分析此类器件中的电流和电压。
2003-01-23 cond-mat.mes-hall
Microscopic theory of spin-torque ferromagnetic resonance in nonmagnetic-metal/ferromagnetic-metal heterostructures
Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子力机构先进科学研究中心）；Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体离子体研究所）
本文提出微观理论，推导界面交换耦合，计算ST-FMR谱，揭示其反映相邻电子系统的自旋响应，建立统一框架。
2026-09-17 cond-mat.mes-hall
Hybrid Spin Noise Spectroscopy and the Spin Hall Effect
本文提出了一种新的混合自旋噪声光谱技术，它对自旋霍尔效应敏感。结果表明，标准自旋-自旋关联函数对自旋霍尔效应不敏感，而自旋-横向电压关联函数和横向电压-电压关联函数分别提供了自旋霍尔系数的线性和二次灵敏度.横向电压和自旋涨落之间的相关性表现为自旋霍尔效应的自旋-电荷耦合基础。我们期望所提出的方法可以在半导体自旋-电荷耦合的研究中得到应用。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall
Voltage-controlled Group Velocity of Edge Magnetoplasmon in the Quantum Hall Regime
利用飞行时间测量方法研究了量子霍尔体系中边缘磁等离子体激元（EMP）的群速度。通过施加电压脉冲从欧姆接触注入EMP，并且通过向量子点接触的栅极施加另一电压脉冲在量子点接触处检测EMP。我们发现，电磁脉冲的群速度沿金属栅电极所定义的边缘沟道强烈依赖于施加到栅极的电压。所观察到的速度变化可以理解为反映了由金属栅极引起的屏蔽程度，金属栅极阻尼面内电场并因此降低了速度。屏蔽的程度可以通过改变栅极和边缘沟道之间的距离与栅极电压来控制。
2010-01-24 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in bilayer and multilayer graphenes with finite gate voltage
讨论了在有限栅压下双层石墨烯的量子霍尔效应，其中费米能级超过层间跳跃能级。在有限磁场下计算了薄膜的磁化率、对角电导率和非对角电导率，并通过改变层间跳跃能和栅电压的比值，观察到了整数量子霍尔效应从两个独立的单层系统到强耦合双层系统的交叉.我们还讨论了多层膜系统的Bernal堆积的情况
2008-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Hall Effect induced by resonant scattering on impurities in metals
自旋霍尔效应（SHE）是自旋电子学器件中将电荷流转变为自旋流的一种很有前途的方法。最近，在掺杂有杂质的贵金属中发现了大的自旋霍尔角值，这是这种转变的产率的特征参数。我们表明，这可以解释由自旋轨道相互作用分裂的杂质态的共振散射。我们应用我们的计算与5D杂质掺杂的铜上的实验的解释，我们描述的条件，以获得最大的影响。
2010-12-16 cond-mat.mes-hall
Probing spin entanglement by gate-voltage-controlled interference of current correlation in quantum spin Hall insulators
我们提出了一种纠缠探测器，它由两个量子自旋霍尔绝缘体和一个沉积在边缘通道上的侧门组成。在交流栅压下，纠缠电子对贡献的微分噪声呈现出非平凡的阶跃结构，由此可以很容易地得到自旋纠缠的纠缠度。量子自旋霍尔绝缘体中可能的自旋退相效应也包括在内。
2014-05-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancement of the spin Hall voltage in a reverse-biased planar pn-junction
我们报告了一个实验演示的局部放大自旋霍尔电压使用扩展耗尽区在一个PN结在GaAs/AlGaAs霍尔条微器件。结果表明，在低温下施加至少10~（$μ$ m）的反向偏压可以使耗尽区在空间上扩展。在耗尽区，自旋霍尔信号在相同的电流流过微型器件时达到比正常区高一个数量级以上的值。结果表明，pn偏置对探测到的自旋霍尔信号有两种不同的影响。它控制霍尔交叉处的局部漂移场，由于耗尽前沿的移位，霍尔交叉在pn偏置中是高度非线性的。同时，由于霍尔交叉处载流子密度随pn偏压的非线性变化，它产生自旋输运参数的变化。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall
Comments on the formula to extract current-induced torques from the harmonic Hall voltage measurements
The University of Tokyo（东京大学）；Research Institute of Electrical Communication (RIEC), Tohoku University（东北大学电气通信研究所）；Trans-Scale Quantum Science Institute (TSQS), The University of Tokyo（东京大学跨尺度量子科学研究所）
本文针对谐波霍尔电压测量中提取电流诱导扭矩的公式分歧问题，澄清了因子二的来源并提出了正确形式的拟合公式。
2026-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic spin Hall effects measured with lateral spin valve structures
自旋霍尔效应（SHE）是由自旋轨道相互作用引起的自旋电子器件中的电荷-自旋电流转换现象。自旋霍尔（SH）角是这种转换的特征参数。我们在横向自旋阀结构中进行了SHE将自旋电流转换为电荷电流的实验。我们目前的非本征SHE诱导掺杂金属，铜或银，具有较大的自旋轨道耦合，铋或铅的杂质，以及Au的本征SHE的结果的实验结果。由Bi在Cu或Ag中诱导的SH角是负的，并且对于Bi在Cu中特别大，比Au中的本征SH角大10倍。我们还观察到一个大的SH角CuPb，但SHE信号消失在几天内。这种时效效应可能与Pb在Cu中的快速迁移有关，而在CuBi合金中尚未观察到。
2014-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin Hall effect in silicene: transition from spin Hall to normal insulator
在线性响应理论和格林函数理论的框架下，从理论上研究了二维硅烯自旋霍尔效应的内禀贡献。当施加一个外部电压垂直于硅烯平面时，自旋霍尔电导率显示出从低电压下的自旋霍尔绝缘体相到高电压下的常规绝缘体相的转变。这种转变类似于最近报道的双层石墨烯中的相变。硅烯中导致这种转变的自旋-轨道相互作用比石墨烯中的强得多，这应该可以在实验中观察到这种转变。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall
"Wormhole" geometry for entrapping topologically-protected qubits in non-Abelian quantum Hall states and probing them with voltage and noise measurements
我们研究了一种由单点接触收缩所定义的隧穿几何结构，该结构使位于量子霍尔液体同一边缘的两个点紧密相邻，缩短了沿正常手性边缘路径的空间分离点之间的行程。这种"虫洞“状几何结构允许在边缘路径和隧道结之间捕获大量准粒子，如果准粒子具有非阿贝尔统计，则可能实现拓扑保护的量子比特。我们展示了如何沿边缘的噪声或简单的电压测量可以探测被困准粒子的非阿贝尔性质。
2006-03-06 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillation due to the geometrical resonance in FNS double junctions
本文从理论上分析了铁磁金属/超导金属/超导体双结中的Andreev反射，特别考虑了超导金属层中的电子干涉效应。我们表明，由于几何谐振的电导振荡作为偏置电压的函数。我们发现，交换场，因此自旋极化的铁磁金属可以确定从电导振荡的周期，这是成比例的平方根的交换场。
2009-06-26 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall voltage rectification and quantized spin-wave excitation induced by the simultaneous dc- and rf-current application in Ni81Fe19 wire
一个异常的霍尔效应和霍尔电压整流观察通过施加射频（rf）电流通过位于共面波导的单层铁磁线。磁化旋进的分量，无论是在和垂直于该平面，可以通过霍尔电压整流的射频电流检测，通过纳入一个额外的直流（dc）电流。本文提出了一个唯象模型，描述了含时各向异性磁电阻和含时平面霍尔效应。自旋动力学的非线性伴随着自旋波作为射频和直流电流的函数进行了研究，以及那些外部磁场的大小和方向。
2009-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Steering of the Skyrmion Hall Angle By Gate Voltage
磁skyrmion可以通过施加自旋极化电子流来驱动，该自旋极化电子流对构成skyrmion的局部自旋施加自旋转移力矩。然而，纵向动力学的困扰由skyrmion霍尔效应，导致skyrmion获得横向速度分量。我们展示了如何使用自旋-轨道相互作用来控制Skyrmion霍尔角，以及自旋转移和自旋-轨道力矩的相互作用如何导致横向运动的完全抑制。由于自旋-轨道转矩可以通过栅极电压全电子地控制，因此可以在宽跑道上以高速全电子地操纵skyrmion运动，并且可以实现概念上新的写入和选通操作。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall
