Suppression of Spin Relaxation in Submicron InGaAs Wires
我们研究了窄的二维n-InGaAs沟道中电子自旋动力学随沟道宽度的变化。自旋弛豫时间随着通道宽度的减小而增加,根据最近的理论预测,基于尺寸约束的D 'yakonov-Perel'机制。令人惊讶的是,抑制的弛豫速率,这是预期的一维限制,观察到的宽度是一个数量级大于电子平均自由path. We发现的自旋进动长度和通道宽度是相关的长度尺度来解释这些结果。
2006-02-06 cond-mat.mes-hall
Surface spin flip probability of mesoscopic Ag wires
通过对坡莫合金/Ag横向自旋阀的非局域自旋阀和Hanle效应测量,研究了扩散输运机制下介观Ag丝的自旋弛豫。动量和自旋弛豫时间之间的比率在低温下不是恒定的。这可以用Elliott-Yafet自旋弛豫机制来解释,即考虑动量表面弛豫时间与温度有关。我们提出了一个模型,分别确定自旋翻转概率的声子,杂质和表面散射,发现自旋翻转概率是最高的表面散射。
2010-02-17 cond-mat.mes-hall
Relaxation of flying spin qubits in quantum wires by hyperfine interaction
我们考虑了在一维半导体中作为一个整体传播的量子点中的自旋量子比特的弛豫问题。我们表明,这种运动导致定性的新功能,在这个过程中相比,静态量子点。对于快速的直线运动,初始自旋密度减小到零,弛豫速率与电子波函数的空间扩展无关,与电子速度成反比。然而,对于振荡运动,量子比特获得记忆,并且失相变为高斯而不是指数。一段时间后,初始自旋极化的三分之一恢复,就像静态量子比特一样。这种恢复可以通过周期性峰值或通过极化的单调增加发生,在最小值之后,直到达到平台。我们的结果对于理解量子线中的自旋动力学和退相干是有用的。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field-dependent quasiparticle energy relaxation in mesoscopic wires
为了研究磁性杂质是否能介导金属中准粒子间的相互作用,我们测量了磁场B对两条被偏压U驱动偏离平衡态的银线中准粒子能量分布函数f(E)的影响。在B=0时显示尖锐分布的样本中,未发现磁场效应,而在另一个样本中,随着B的增加,低磁场下的圆形分布变得更尖锐,特征场与U成比例。比较与最近的计算考虑到近藤物理的磁性杂质介导的相互作用的效果。
2003-01-07 cond-mat.mes-hall
Dimensional Dependence of Weak Localization Corrections and Spin Relaxation in Quantum Wires with Rashba Spin-Orbit Coupling
得到了具有线性Rashba自旋轨道耦合的无序量子线电导率的量子修正。对于具有自旋守恒边界条件的量子线,我们发现了从弱反到弱局域化的交叉,因为使用Cooperon方程的精确对角化减少了线宽W。这种交叉是由于传导电子的自旋弛豫速率的尺寸依赖性,当线宽度小于体自旋进动长度$L_{SO}$时,传导电子的自旋弛豫速率减小。因此,我们确认了先前对于小线宽$W/L_{SO}<= 1$ [PRL 98,176808(2007)]的结果,其中仅考虑了Cooperon方程的横向0-模式。我们发现,自旋螺旋的解决方案变得稳定的任意比例的线性Rashba和Dresselhaus耦合在狭窄的电线。对于较宽的线,自旋弛豫率被发现是不单调的线宽度的函数:它成为第一个增强的W上的顺序的散装$L_{SO}$之前,它成为减小较小的线宽度。此外,我们发现,自旋弛豫是最小的线的边缘宽的电线。研究了塞曼耦合对垂直于二维电子系统的磁场的影响,发现它使交叉从弱反到弱局域转移到更大的线宽$W_c$。当量子线的横向限制势是平滑的(绝热的)时,自旋弛豫速率被发现随着W的减小而增强。我们发现,只有一个自旋极化态保持有限的自旋弛豫率在这样的窄线。因此,我们得出结论,极化自旋注入到双量子线应该是有利的线与光滑的限制势。最后,在与横向周期性边界条件对应的管状导线中,我们发现自旋弛豫率没有降低。
2010-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dimensional Control of Antilocalisation and Spin Relaxation in Quantum Wires
解析地导出了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的无序量子线中自旋弛豫速率$1/τ_s (W)$与线宽$W$的关系。发现当$W$小于体自旋轨道长度$L_{\rm SO}$时,它会减小。只有一个小的自旋弛豫率,由于立方Dresselhaus耦合$γ$被发现留在这个极限。结果,当减小线宽度$W$时,量子电导率校正从弱反变为弱局域化,并且从负磁导率变为正磁导率。
2007-03-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Semiclassical path integral approach on spin relaxations in narrow wires
采用半经典路径积分方法研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维窄条中的自旋弛豫。数值计算结果与实验数据吻合较好,但实验结果的某些特征尚不清楚。我们还计算了一个均匀的自旋密度分布在弹道制度的非常窄的电线的松弛。随着线宽的减小,自旋极化呈现出从指数衰减到振荡的类贝塞尔弛豫的转变。SPI方法也被用来计算特别长寿命的螺旋模式的弛豫。已发现一个很好的协议与基于扩散理论的计算。
2009-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay between spin-relaxation and Andreev reflection in ferromagnetic wires with superconducting contacts
我们分析了扩散铁磁(F)线和正常金属电极之间的结的电阻的变化,由于超导性(S)在后者的发病和双Andreev散射过程导致一个完整的内反射的大部分自旋极化电子回到铁磁体。超导转变导致额外的接触电阻,这是由于需要将F线中的自旋极化电流与S库中的无自旋电流相匹配而产生的,这与长度等于自旋弛豫长度的一段F线的电阻相当。
1999-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Equilibration of Luttinger liquid and conductance of quantum wires
Luttinger液体理论描述了一维电子系统的非相互作用玻色子激发。在这种近似中,热激发与流过量子线的电流解耦,电导被量子化。我们发现,弛豫过程中没有捕获的Luttinger液体理论导致平衡的激发与电流,并引起一个温度依赖性校正的电导。在长线中,修正的大小用玻色子激发的速度表示。在较短的金属丝中,它由松弛速率控制。
2011-03-18 cond-mat.mes-hall
Current-induced non-adiabatic spin torques and domain wall motion with spin relaxation in a ferromagnetic metallic wire
在s-d模型的描述,我们推导出电流驱动的自旋力矩的铁磁体,明确考虑到自旋放松Caldeira-Leggett浴耦合到s-电子。我们推导出的s-电子自旋动力学的布洛赫-Redfield运动方程,并制定一个系统的梯度展开,以获得非绝热(高阶)的修正众所周知的绝热(一阶)自旋力矩。我们提供了简单的二阶自旋力矩的解析表达式。该理论适用于电流驱动的畴壁运动。二阶贡献意味着一个横向的尾到尾畴壁的变形。壁心仍然以恒定的速度移动,现在以非平凡的方式依赖于自旋极化电流。
2007-12-10 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in mesoscopic superconducting Al wires
本文研究了超导体中极化准粒子自旋的扩散和弛豫。为此,通过介观超导Al线的界面注入极化自旋的准粒子,该介观超导Al线与处于单畴状态的覆盖铁磁Co线接近接触。观察到的超导性被抑制附近的自旋注入接口,证明了一个有限的电压的偏置电流低于超导转变的发生。自旋扩散长度,估计从有限的电压超过一定长度的Al线附近的接口,几乎是温度无关的温度范围内充分低于超导转变,但增长的过渡温度接近。这种温度依赖性表明,在超导状态下的自旋极化的弛豫是由准粒子的成对状态的凝聚。超导态的自旋弛豫比正常态的自旋弛豫更有效。
2004-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direction Dependence of Spin Relaxation in Confined 2D Systems
研究了在Rashba和Dresselhaus(线性和立方)自旋轨道耦合下,自旋弛豫与量子线方向的关系。在扩散区考虑了线的降维,发现(001)和(110)系统的自旋弛豫和退相速率最低,并将自旋弛豫降维的分析推广到非扩散线,表明与扩散线中从弱定域到弱反定域的维度交叉理论相反,由于立方Dresselhaus自旋轨道耦合引起的弛豫被减小,并且线性部分随着横向沟道的数量而移动。
2010-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Influence of Nuclear Spin Polarization on Quantum Wire Conductance
在这项工作中,我们研究了一种可能性,以测量横向和纵向弛豫时间的极化核自旋的集合位于量子线通过其电导的区域。外部面内磁场、自旋轨道相互作用和自旋极化核的变化场的相互作用导致量子线的电导随时间演变。我们表明,它是可能的提取的横向和纵向弛豫时间的自旋极化核的电导的时间依赖性。
2004-06-15 cond-mat.mes-hall
Kinetics of Spin Relaxation in Wires and Channels: Boundary Spin Echo and Tachyons
本文利用自旋动力学方程研究了一维线和二维沟道中的自旋极化动力学。这种方法是有效的扩散和弹道自旋输运制度,因此,更一般比通常的自旋漂移扩散方程。特别地,我们证明了在具有Rashba自旋轨道相互作用的无限一维线中,指数自旋弛豫衰减可以由振荡函数调制。在有限长度的一维线自旋弛豫的情况下,它示出了一个最初均匀的自旋极化自发地转变成一个持久的自旋螺旋。在有限长金属丝中发现了初始局域自旋极化包的一种有趣的类似声波回声的行为。我们表明,传播的自旋极化曲线从系统边界反射,并返回到其初始位置类似的反射声波从障碍物。对有限和无限一维体系,求出了自旋动力学方程的格林函数。此外,我们明确地表明,在2D通道与Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的强度相等的自旋弛豫发生类似的一维线的有限长度。最后,找到了一维自旋动力学方程到虚质量Klein-Gordon方程的一个简单变换,从而建立了半导体自旋电子学与相对论量子力学之间有趣的联系.
2011-06-02 cond-mat.mes-hall hep-th
Interaction effects on thermal transport in quantum wires
我们发展了量子线中弱相互作用电子的热输运理论。与高维系统不同,一维电子气需要三粒子碰撞来实现能量弛豫。最快的弛豫是由同动电子的分支内散射提供的,它建立了分布函数的部分平衡形式。的热传导是由较慢的分支间的过程,使反向传播粒子之间的能量交换。我们推导出一个解析表达式的相互作用电子的热导有效的任意关系之间的导线长度和电子热化长度。我们发现,在足够长的导线的相互作用引起的校正的热导饱和到一个相互作用无关的值。
2011-09-16 cond-mat.mes-hall
Ballistic spin resonance in multisubband quantum wires
Frolov等人[Nature(London)458,868(2009)]在准一维线中实验性地观察到弹道自旋共振。自旋共振是由外部静态磁场和振荡的有效自旋轨道磁场的组合,由于周期性反弹的电子的边界的一个狭窄的通道。当自旋轨道场的频率与外磁场周围的拉莫尔旋进频率相匹配时,观察到D 'yakonov-Perel自旋弛豫速率的增加。在这里,我们开发了一个模型来考虑多子带量子线的D 'yakonov-Perel机制与Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用。考虑到时间演化算符中的弹性自旋守恒杂质散射(海森堡表示),我们通过计算自旋算符的含时平均值来提取自旋弛豫时间。与自旋弛豫时间行为相关的非局域电压的磁场依赖性显示出宽的平台,与实验观察一致。该平台的出现是由于较高子带的注入和小角度散射。在这种量子力学方法中,自旋共振发生在具有相反自旋的量子线子带的自旋轨道诱导的能量反交叉附近。我们还预测了自旋弛豫时间作为磁场的函数在强自旋轨道耦合系统的异常下降。
2014-03-31 cond-mat.mes-hall
Magnetic field effects in energy relaxation mediated by Kondo impurities
本文研究了在外加磁场和磁性杂质存在下,电压偏置介观导线中准粒子的能量分布函数。该系统由玻尔兹曼方程描述,其中碰撞积分通过耦合到自旋1/2杂质来确定。我们推导出一个有效的耦合到耗散自旋系统,这是有效的远高于近藤温度在平衡或充分涂抹的分布函数在非平衡。对于低磁场,发现能量弛豫增强,而对于较大磁场,能量弛豫降低,再次定性地满足Anthore等人的实验发现(cond-mat/0109297)。这给出了一个强有力的指示,磁性杂质实际上是负责增强铜线中的能量弛豫。然而,定量比较,显示出强烈的偏差,能量弛豫与小能量转移,而大的能量转移制度是与我们的研究结果一致。
2002-02-20 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
Systematic study of Ga$_{1-x}$In$_x$As self-assembled quantum wires with different interfacial strain relaxation
对Ga $_{1-x}$ In $_x$ As自组装短周期超晶格量子线的电学和光学性质进行了系统的理论研究。该理论是基于有效键轨道模型(EBOM)结合价力场(VFF)模型。价带各向异性,带混合,和由于在原子水平的局部应变分布的影响都考虑在内。几种结构模型与不同程度的合金混合横向调制被认为是。通过最小化晶格能的方法,利用价力场模型找到了QWR结构中原子的平衡位置。然后获得每个原子(In或Ga)位置处的应变张量,并将其包括在电子状态和光学性质的计算中。研究发现,不同的原子局域排列方式会导致不同的应变分布,从而改变材料的光学性质。特别是,我们发现,在模型结构与厚盖层的电子和空穴被限制在富Ga区和光学各向异性可以逆转由于横向合金混合的变化,而模型结构与薄盖层的电子和空穴被限制在富In区,和光学各向异性是不太敏感的横向合金混合。
2000-05-23 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
Spin relaxation of "upstream" electrons in quantum wires: Failure of the drift diffusion model
自旋输运的经典漂移扩散(DD)模型通过称为"自旋扩散长度“的经验参数来处理自旋弛豫。根据这个模型,由于自旋退相作用,在固体中漂移和扩散的电子的系综平均自旋随距离呈指数衰减。与这种衰变相关的特征长度尺度是自旋扩散长度。DD模型还预测,对于在减速电场中行进的“上游”电子,这个长度与在加速电场中行进的“下游”电子不同。然而,这幅图忽略了受限系统(例如量子线)中的能量量子化,因此未能捕捉到子带结构对自旋弛豫的重要影响。在这里,我们强调这种影响,通过模拟上游自旋输运的多子带量子线,在D 'yakonov-Perel'自旋弛豫的存在下,使用半经典模型,严格的子带结构。我们发现,上游自旋运输有一个复杂的动力学,违背了简单的定义的“自旋扩散长度”。事实上,自旋并不随距离呈指数衰减甚至单调衰减,漂移扩散图无法解释定性行为,更不用说准确预测定量特征了。与自旋输运无关,我们还发现,上游电子经历了“人口反转”作为准一维结构中的态密度的能量依赖性的结果。
2006-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Rashba spin splitting in quantum wires
本文综述了具有Rashba自旋分裂的弹道量子线的电子结构、输运性质和相互作用效应。弱和强自旋-轨道耦合的限制进行了区分,并阐明了电子态的自旋性质。强Rashba自旋分裂的情况下,自旋-进动长度是可比的线的宽度被证明是特别有趣的。自旋分裂量子线子带的杂化导致了一种不寻常的自旋结构,在这种结构中,电子的运动方向可以固定它们的自旋状态。这种特殊的性质对量子线中的线性传输有重要的影响,在没有磁场或铁磁接触的情况下产生自旋积累。在推广Tomonaga-Luttinger模型的基础上,给出了Rashba-分裂量子线相互作用的描述。
2004-07-01 cond-mat.mes-hall
Modulating spin relaxation in nanowires with infrared light at room temperature
自旋电子器件通常依赖于长的自旋弛豫时间和/或长度以获得最佳性能。因此,用外部试剂调节这些量的能力提供了独特的可能性。在大多数技术上重要的半导体中占主导地位的自旋弛豫机制是D 'yakonov-Perel'(DP)机制,如果自旋载流子(电子)被限制在以某些结晶方向生长的量子线或多晶量子线中的单个传导子带,则DP机制消失。在这里,我们报告调制DP自旋弛豫速率(因此自旋弛豫长度)在自组装的50 nm直径的InSb纳米线与红外线在室温下。在黑暗中,几乎所有的电子在纳米线是在最低的传导子带在室温下,导致在DP弛豫几乎完全没有。这允许在磁阻中观察自旋敏感效应。在红外光照下,电子被光激发到更高的子带,DP自旋弛豫机制被恢复,导致自旋弛豫长度减少三倍。因此,在照明下不再观察到自旋敏感效应。这一现象在自旋电子学室温红外光电探测中可能有应用。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall
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
Spin-orbit coupling and resonances in the conductance of quantum wires
本文研究了具有自旋-轨道耦合的弹道丝中电子-电子碰撞的可能性。与自旋简并系统不同的是,动量空间中的自旋分裂与动量相关的自旋进动相结合,在导线化学势的三个不同位置附近为电子-电子对碰撞打开了一个有限的相空间。对于一个短的导线,我们计算相应的谐振贡献的电导,有不同的幂律温度依赖性,并在某些情况下,消失,如果导线的横向限制电位是对称的。我们的结果可以解释最近观察到的特点,在较低的电导平台InAs线。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall
Dynamics of Spin Relaxation in Finite-Size 2D Systems: an Exact Solution
我们找到了一个精确的解决方案,电子自旋弛豫问题的二维圆与Rashba自旋轨道相互作用。我们的分析表明,自旋弛豫在有限大小的区域包括三个阶段,并描述了多个自旋弛豫时间。重要的是,最长自旋弛豫时间随着系统半径的减小而增加,但始终保持有限。因此,在很长一段时间内,小的2D系统中的自旋极化以与尺寸相关的速率呈指数衰减。这一预测得到了蒙特卡罗模拟结果的支持。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall
Coherent spin relaxation in molecular magnets
在纳米磁体的相干自旋弛豫的数值模拟,形成高自旋的磁性分子,完成。这种相干自旋动力学可以在存在耦合到磁体的谐振电路的情况下实现。大量相互作用自旋系统的计算机模拟是研究这类系统微观性质的有效工具。相干自旋弛豫是一个超快过程,弛豫时间可以比横向自旋退相时间短一个数量级。分析了不同系统参数对弛豫过程的影响。的自旋弛豫的样品的几何形状的作用进行了研究。
2008-04-28 cond-mat.mes-hall
Relaxation of hole spins in quantum dots via two-phonon processes
本文从理论上研究了低磁场下重空穴量子点的自旋弛豫。我们证明了双声子过程和自旋轨道相互作用是实验相关的,并提供了一个解释最近观察到的饱和的自旋弛豫率在重空穴量子点与消失的磁场。我们建议进一步的实验,以确定相关的自旋弛豫机制在低磁场。
2009-02-14 cond-mat.mes-hall
Theory of spin-orbit induced spin relaxation in functionalized graphene
我们进行了比较研究的自旋弛豫自旋轨道耦合诱导吸附原子(氢和氟)在石墨烯。应用两种方法,给出一致的结果:一个完整的量子输运模拟的石墨烯纳米粒子,和一个T-矩阵计算使用格林函数的一个单一的吸附原子在石墨烯。对于氢化石墨烯,自旋弛豫的主导自旋轨道项是PIA,由于赝自旋反转不对称性,迄今为止被忽视的相互作用。相反,在氟化石墨烯中,PIA和Rashba耦合破坏性地干扰,降低总自旋弛豫速率。在这种情况下,我们还预测了一个强烈的偏离预期的2:1自旋弛豫各向异性面外和面内自旋取向。我们的研究结果将有助于功能化石墨烯的自旋弛豫和弱局域化实验的基准。
2015-05-29 cond-mat.mes-hall
Dynamics of Spin Relaxation near the Edge of Two-Dimensional Electron Gas
本文计算了在边缘区存在自旋-轨道相互作用的二维电子气的自旋弛豫动力学。结果表明,自旋极化在边缘附近的弛豫比在体中的弛豫慢。这最终导致了自旋在边缘的积累。用解析和数值方法计算了自旋极化密度随时间的变化关系。边缘附近自旋弛豫较慢的机制与电子从边界的反射和平移对称性的缺乏有关。这些反射部分地补偿了由自旋轨道相互作用产生的电子自旋进动,从而使边缘附近的自旋极化长期存在。这种效应伴随着自旋极化振荡和自旋极化从垂直分量到面内分量的转移。
2004-06-03 cond-mat.mes-hall
Phonon modulation of the spin-orbit interaction as a spin relaxation mechanism in quantum dots
计算了抛物型InSb量子点中自旋与声子相互作用的自旋弛豫率。我们认为变形势机制是Pavlov-Firsov自旋-声子哈密顿量中占主导地位的电子-声子耦合。通过研究合适的选择磁场和横向点的大小,我们确定的自旋弛豫率可以实际抑制的区域。我们分析了自旋弛豫率随外加磁场和平均量子点半径的变化。由于Dresselhaus贡献的自旋混合的自旋轨道相互作用的影响进行了讨论。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall
Magnetic field effects on spin relaxation in heterostructures
从理论上研究了磁场对量子阱中电子自旋弛豫的影响。我们证明了Larmor效应和载流子的回旋运动既可以共同抑制D 'yakonov-Perel'自旋弛豫,也可以相互补偿。自旋弛豫率张量推导出任何给定方向的外部场和任意比例的体积和结构的贡献自旋分裂。我们的结果被应用到SiGe异质结构的电子自旋共振实验中,使我们能够提取这种量子阱的自旋分裂值。
2004-06-16 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation near the metal-insulator transition: dominance of the Dresselhaus spin-orbit coupling
我们确定Dresselhaus自旋-轨道耦合作为杂质半导体杂质带中占主导地位的自旋弛豫机制的来源。的Dresselhaus型(即允许的批量反转不对称)跳跃项推导并纳入紧束缚模型的杂质网站,他们出乎意料地占主导地位的自旋弛豫,导致自旋弛豫时间与实验值吻合得很好。这一结论是从两个互补的方法来提取自旋弛豫时间从有效的哈密顿量:解析扩散演化计算和数值有限尺寸标度。
2011-02-23 cond-mat.mes-hall
Spintronics in MoS_2 monolayer quantum wires
本文对MoS_2单层扶手椅型量子线和量子点中的自旋效应进行了解析和数值研究。由电场引起的内禀和Rashba自旋轨道相互作用之间的相互作用导致螺旋模式,从而在时间反演不变系统中引起自旋过滤。Rashba自旋轨道相互作用也可以通过空间变化的磁场产生。在这种情况下,系统可以处于具有几乎完美的自旋极化的螺旋状态。如果这样的量子线被带到接近s波超导体,系统可以被调谐到拓扑相,导致在线端的中隙马约拉纳费米子。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall
Spin polarization of electrons in quantum wires
用密度泛函理论计算了准一维电子系统的总能量。结果表明,在低的一维电子密度下,量子线中出现自发铁磁态。解析地估计了电子处于自旋极化态的临界电子密度。
2013-01-11 cond-mat.mes-hall
Charge and spin transport in spin valves with anisotropic spin relaxation
研究了自旋轨道分裂对由大量子点和两个铁磁接触的二维电子气组成的自旋阀中电子输运的影响。在结构反转不对称(SIA)和体反转不对称(BIA)的存在下,自旋弛豫时间的巨大各向异性已被预测。我们展示了这种各向异性如何影响电子输运性质,如角磁阻和自旋转移矩。与直觉相反,各向异性自旋弛豫过程有时会增强自旋积累。
2006-10-27 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation and decoherence of holes in quantum dots
研究了垂直磁场中量子点中重空穴自旋的弛豫和退相干。我们表明,在低温下的自旋退相干时间是两倍以上的自旋弛豫时间。我们发现重空穴的自旋弛豫时间可以与强二维量子点中的电子的自旋弛豫时间相当甚至更长。我们讨论了由于Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合系统的自旋弛豫速率的磁场依赖性的差异(即,GaAs量子点)或负的(即,InAs量子点)$g$ -因子。
2005-03-08 cond-mat.mes-hall
Electrical pump-and-probe study of spin singlet-triplet relaxation in a quantum dot
利用电子泵-探测方法研究了半导体量子点中自旋从三重激发态到单重基态的弛豫过程。自旋弛豫发生时,通过cotunneling隧穿率是相对较大的,证实了一个特征平方依赖的弛豫率的隧穿率。当通过降低隧穿率来抑制共隧穿时,内禀自旋弛豫由自旋-轨道相互作用主导。基于三重态的双指数衰减,我们讨论了自旋轨道相互作用的选择规则。
2005-06-08 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
Nuclear spin relaxation probed by a single quantum dot
本文介绍了在高迁移率电子气中用单个量子点探测核自旋弛豫的测量结果。通过量子点的电流导致了从电子自旋系统到核自旋系统的自旋转移。应用电子自旋共振,可以直接调谐转移机制。此外,观察到核自旋弛豫对点栅电压的依赖性。我们发现电子-核弛豫时间大约为10分钟。
2003-08-13 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in hole-doped transition metal dichalcogenide monolayer and bilayer with the crystal defects
本文研究了空穴掺杂的单层和双层过渡金属双硫族化合物在晶体缺陷存在下的电子自旋弛豫效应。我们考虑现实模型的晶格空位和实际估计的自旋弛豫率使用多轨道紧束缚模型。在单层中,自旋弛豫时间被发现是非常长的动量弛豫时间相比,这是由于这样的事实,即自旋杂化的能带结构被抑制的镜面反射对称性。双层TMD的自旋弛豫时间要短得多,这是由于没有镜像对称性而导致的更强的自旋杂化。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of electron-spin relaxation in a single InAs quantum dot at zero applied magnetic field
利用时间分辨光致发光光谱技术测量了零磁场下单个InAs量子点中带正电荷激子的电子自旋弛豫随温度的变化。实验结果表明,电子自旋弛豫明显地分为两个不同的温度区域:(i)T < 50 K,自旋弛豫依赖于动态核自旋极化(DNSP),并且与温度无关,正如Merkulov等人所预测的那样;(ii)T > 50 K,自旋弛豫随温度的升高而加快。提出了一个耦合超精细相互作用的双LO声子散射模型来解释高温下电子自旋的加速弛豫。
2012-01-05 cond-mat.mes-hall
Fast optical control of spin dynamics in a quantum wire
在具有Rashba自旋轨道相互作用(SOI)的量子线中的自旋动力学被证明是通过适当形状的亚皮秒电磁脉冲可控的。如果光偏振矢量沿着线的方向,则载流子经历动量提升,同时保持不同自旋通道中的相位相干性,这一事实可用于控制光驱动自旋场效应晶体管的速度。具有垂直于线的偏振矢量的光子脉冲导致自旋进动,这与Rashba SOI的自旋进动相当,并且可以通过脉冲场参数进行调谐,这是一种可用于光学控制自旋电子器件的效果。
2011-01-12 cond-mat.mes-hall
Spin-dephasing anisotropy for electrons in a diffusive quasi-1D GaAs wire
我们提出了一个数值研究的电子自旋系综的退相扩散准一维GaAs线由于D 'yakonov-Perel'自旋退相机制。当线的宽度小于自旋旋进长度,Rashba和线性Dresselhaus自旋轨道场的强度相等时,发现线的自旋退相受到很强的抑制,这种抑制表现出对线相对于晶格的取向的很强的依赖性。现实情况下的相关性进行评估,通过研究这种效果如何降低偏离强度的Rashba和线性Dresselhaus字段,并列入三次Dresselhaus长期。
2008-10-08 cond-mat.mes-hall
Suppression of spin relaxation in an InAs nanowire double quantum dot
研究了InAs纳米线中顶栅双量子点的三重态-单重态弛豫。在泡利自旋封锁制度,泄漏电流可以主要归因于自旋弛豫。而在弱和强点间耦合弛豫是由两个单独的机制,在中间耦合和有限的磁场的弛豫强烈减少。此外,我们还观察到自旋非守恒电流随磁场变化的特征双稳性。我们提出了一个模型,其中这些功能解释的极化核自旋之间的相互作用,超精细和自旋轨道介导的松弛。
2007-01-03 cond-mat.mes-hall
Phonon modulation of the spin-orbit interaction as a spin relaxation mechanism in InSb quantum dots
计算了抛物型InSb量子点中自旋与声子相互作用的自旋弛豫率。我们认为变形势机制是Pavlov-Firsov自旋-声子哈密顿量中占主导地位的电子-声子耦合。通过研究合适的选择磁场和横向点的大小,我们确定的自旋弛豫率可以实际抑制的区域。我们分析了自旋弛豫率随外加磁场和平均量子点半径的变化。由于Dresselhaus贡献的自旋混合的自旋轨道相互作用的影响进行了讨论。
2008-01-13 cond-mat.mes-hall
Spin Photovoltaic Effect in Quantum Wires with Rashba Interaction
我们提出了一种量子线中自旋极化光电流产生的机制。这是由于Rashba自旋轨道相互作用、外加磁场和微波辐射的综合作用。在导线中的时间无关的相互作用引起的频谱不对称的k-空间。微波辐射诱导自旋分裂子带之间的跃迁,并且,由于特殊的能量色散关系,在零偏压下产生电荷和自旋电流。我们证明了在适当选择的外部控制参数下,纯自旋电流的产生是可能的。
2005-02-08 cond-mat.mes-hall