Spin filtering effect generated by the inter-subband spin-orbit coupling in the bilayer nanowire with the quantum point contact
从理论上研究了量子点接触双层纳米线中的自旋过滤效应。我们证明了基于横向子带间自旋轨道耦合的自旋过滤的新机制，这对于双层纳米线来说已经被报道是强的。自旋过滤效应被解释为Landau-Zener子带间跃迁的联合效应所造成的杂交状态与相反的自旋（由于横向Rashba SO相互作用）和量子点接触区中的载流子的限制。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall
Transport through a band insulator with Rashba spin-orbit coupling: metal-insulator transition and spin-filtering effects
本文计算了一维带绝缘体在磁场和Rashba自旋轨道耦合作用下的电流-电压特性。没有自旋轨道耦合，我们发现一个完整的自旋过滤效应，这意味着电输运发生在一个自旋通道。对于一个大的磁场关闭的带隙，我们表明，自旋轨道耦合导致从金属到绝缘行为的转变。研究了电流中不同自旋分量随输运通道长度的振荡。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall
Spin Texture in Quantum Point Contacts in the Presence of Lateral Spin Orbit Coupling
采用非平衡格林函数方法详细研究了在横向自旋-轨道耦合和电子-电子相互作用下，非对称偏置量子点接触（QPC）的弹道电导.各种电导异常预测低于第一个量子化的电导高原（G 0 = 2 e2/h），这是由于自发自旋极化在QPC的最西部分。观察到的电导异常的数量增加，增加纵横比（长度/宽度）的QPC收缩。这些异常是QPC狭窄部分中自旋织构的指纹。
2010-09-30 cond-mat.mes-hall
Spin-filtering in a $p$-orbital helical atomic chain
我们从理论上分析了自旋过滤在两端系统，诱导的自旋轨道相互作用（SOI），作为一个可能的起源的“手性诱导自旋选择性”（CISS）效应实验观察到的手性分子，如DNA。由于Bardarson定理，自旋过滤不能在含有一个轨道通道的分子中实现。然而，当涉及两个轨道时，SOI可以在耦合到两个终端的分子中诱导自旋过滤，而不会破坏时间反演对称性。特别是，我们提供了一个例子的$4 \times 4$反射矩阵的自旋电子通过一个分子包含两个轨道通道，这符合Bardarson定理，并产生一个有限的自旋电导。作为实现单链DNA的微观玩具模型，我们考虑了具有原子内SOI的$p$轨道螺旋原子链和沿螺旋的强晶场。该模型表现出双轨道自旋过滤：对于保持螺旋对称性的各种参数，该模型具有自旋不对称状态，携带沿相反方向传播的上下自旋对。螺旋态的典型能量尺度是原子内SOI和曲率的乘积。这个能量的大值确定了我们的模型作为解释有机分子中CISS的可能候选者。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall
Confinement of spin-orbit induced Dirac states in quantum point contacts
本文半经典地求解了在Rashba自旋轨道相互作用和外加磁场作用下，在量子点接触中运动的粒子的量子传输问题。强的Rashba相互作用和平行磁场在收缩中心形成了涌现的狄拉克态，导致携带自旋电流的共振的出现，并在高磁场下束缚。这些状态可以通过外部电场和磁场的调制来原位控制，并且可以用于将通道变成在零偏置下操作的自旋泵。结果表明，这种效果是目前实验上可访问的$p$型量子点接触。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall
Spin-valley filtering in strained graphene structures with artificially induced carrier mass and spin-orbit coupling
在块状石墨烯中，大量电子与自旋轨道耦合的相互作用导致自旋谷相关的带隙。因此，具有这种特性的屏障可以充当过滤器，仅传输来自相反谷的相反自旋。在这封信中，我们表明，应变引起的赝磁场在这样一个障碍将强制执行相反的回旋轨迹的过滤谷，导致他们的空间分离。由于自旋耦合到过滤态的谷，这也导致自旋分离，证明了自旋谷过滤效应。滤波行为被发现是可控的电门控以及应变。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall
Spin filtering and entanglement detection due to spin-orbit interaction in carbon nanotube cross-junctions
我们证明，由于它们的自旋-轨道相互作用碳纳米管交叉路口有吸引力的自旋投影性质的运输。首先，我们表明，结可以被用作一个通用的自旋过滤器作为一个功能的背栅和静态外部磁场。通过背栅势的微小变化可以实现相反自旋过滤方向之间的切换，并且通常在接近狄拉克点的能量范围内获得完全极化。其次，我们讨论了自旋过滤特性如何影响纠缠电子对的噪声消除器，这使我们能够获得不同于传统半导体交叉结中的签名的纠缠类型的签名。
2013-11-09 cond-mat.mes-hall
Induced spin filtering in electron transmission through chiral molecular layers adsorbed on metals with strong spin-orbit coupling
最近的观察相当大的自旋极化的光电子发射从金属表面通过单层的手性分子，其次是几个努力合理化的结果作为自旋轨道相互作用，伴随着电子运动的螺旋，或更普遍地强烈弯曲，潜在的表面。本文（a）用简单的模型论证了在弯曲力场中的运动与所用的典型能量和DNA的特征几何形状不能解释这样的观察：（b）引入诱导自旋过滤的概念，即只要基底中有强的自旋-轨道耦合，电子轨道角动量传输的选择性就能诱导传输过程中的自旋选择性;和（c）表明，在隧道电流中的自旋极化率以及来自被螺旋吸附物覆盖的金的光电发射电流可以是所观察到的数量级。我们的研究结果可以解释大多数已发表的意见，涉及金和银基板，但最近的结果与铝基板可以合理化本模型内，只有当强自旋轨道耦合是由内置的电场在分子-金属界面。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Kondo effect and spin filtering in triangular artificial atoms
我们研究了三角形人工原子中的强关联态。单粒子态的对称性驱动的轨道简并可以产生具有纠缠轨道自由度和自旋自由度的SU（4）Kondo态，以及特征相移$δ= π/4$。在应用塞曼场时，形成具有稍微较小的近藤温度和通过设备的完全极化电流的纯轨道近藤状态。近藤的温度在可测量的范围内。三角形原子还提供了一种工具，系统地研究在最近的实验中观察到的单重态-三重态跃迁。
2003-02-24 cond-mat.mes-hall
Spin Filtering in a Nonuniform Quantum Wire with Rashba Spin-Orbit Interaction
从理论上研究了Rashba自旋轨道相互作用（SOI）调制下宽-窄-宽（WNW）量子线的自旋极化电子输运。通过自旋分辨晶格格林函数方法，同时考虑了量子线结构和不同子带对之间的干涉对自旋极化电子输运的影响.研究发现，即使在强无序的情况下，SOI诱导的有效磁场也能在结构诱导Fano共振中产生很大的垂直自旋极化电流。此外，自旋极化的大小可以通过Rashba SOI强度和结构参数来调节。我们的研究结果可能提供一个有效的方法来设计自旋过滤器装置，而不包含任何磁性材料或施加磁场。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall
Spin filtering in nanowire directional coupler
利用转移矩阵方法对纳米线定向电子耦合器的自旋输运特性进行了理论计算。在混合区域中的门场的应用允许经由Rashba自旋-轨道相互作用控制通过耦合器的不同引线的自旋电流。自旋轨道相互作用和施加在耦合器的不同腿上的栅极电压的组合引起自旋极化的可控调制。结构因素和场强调谐导致了丰富的现象学，可以利用自旋电子器件。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall
Filtering spin with tunnel-coupled electron wave guides
我们展示了如何动量分辨平行电子波导之间的隧穿可以用来观察和利用提升自旋简并由于Rashba自旋轨道耦合。提出了一种实现自旋过滤而不使用铁磁体或塞曼效应的装置。
2002-01-28 cond-mat.mes-hall
Symmetry aspects of spin-filtering in molecular junctions: hybridization and quantum interference effects
控制和操纵电流，特别是其在单个分子上的自旋极化度（自旋过滤），是当前分子自旋电子学领域的一个重要研究课题。我们探索一种可能的策略的基础上修改的纳米结的对称性，可以实现，例如，通过机械应变。这样的修饰可以激活新的分子轨道，这些分子轨道之前由于它们的轨道与电极的导电状态不匹配而不活跃。这可能导致几个重要的后果，如（i）量子干涉效应出现在电子传输中的Fano样特征，以及（ii）分子水平杂交与电极状态的变化。我们认为，对称性的变化可以影响非常不同的两个多数和少数自旋电导，从而显着改变结的对称性修改所得到的自旋过滤比。我们说明了两个基本的分子结的想法：Ni/苯/Ni（垂直与倾斜取向）和Ni/Si链/Ni（锯齿形与线性链）。在这两种情况下，一个最高占据分子轨道（HOMO）和一个最低未占据分子轨道（LUMO）（在HOMO和LUMO双峰之外）是重要的。特别是，它们与其他轨道的相消干涉导致低对称性构型中多数自旋电导的显著抑制。相反，对于少数自旋通道，当由于杂化强度的增加而降低对称性时，电导强烈增强。我们相信，我们的研究结果可能提供一个潜在的路线，通过量子干涉效应，创建一个大的自旋极化开关比的分子器件。
2019-08-18 cond-mat.mes-hall
Pumping spin with electrical fields
自旋电流可以通过绝热泵浦，仅借助于电门控获得。这可以通过利用半导体异质结构中Rashba自旋轨道耦合的可调谐性来实现。我们证明了这种效果的原则，考虑一个单通道线与收缩。我们还考虑现实的结构，由几个开放的通道，子带自旋混合和混乱的存在，我们证实了我们的预测。两种不同的方法来检测自旋泵效应，无论是使用铁磁引线或施加磁场，进行了讨论。
2003-10-30 cond-mat.mes-hall
Filtering Spin and Orbital Moment in Centrosymmetric Systems
该研究证明无需打破反演对称性即可在中心对称体系中实现轨道矩过滤，并揭示同时打破镜面与旋转对称性的轨道耦合及自旋-轨道相互作用可实现高效的自旋与轨道矩选择性过滤。
2025-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Robustness of spin filtering against current leakage in a Rashba-Dresselhaus-Aharonov-Bohm interferometer
在早期的一篇论文[Phys. Rev. B 84，035323（2011）]中，我们提出了一种基于类金刚石干涉仪的自旋滤波器，该干涉仪同时受到Aharonov-Bohm通量和（Rashba和Dresselhaus）自旋轨道相互作用的影响。在这里，我们表明，出射电子自旋的全极化保持不变，即使当一个允许泄漏的电子从分支的干涉仪。一旦调谐其中一个分支上的栅极电压以实现它们之间的有效对称，则可以通过确定自旋-轨道相互作用强度和Aharonov-Bohm通量的电场和/或磁场来控制该极化。
2013-02-27 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit induced chirality of Andreev states in Josephson junctions
我们研究了约瑟夫森结（JJ），其中两个超导体之间的区域是一个具有Rashba自旋轨道耦合（SOC）的多通道系统，其中存在势垒或量子点接触（QPC）。这些系统可能会出现非常规的约瑟夫森效应，例如零相位差的约瑟夫森电流或\textit{depend on}电流方向的临界电流。在这里，我们讨论了系统在正常状态下的自旋极化特性如何影响结内Andreev束缚态的自旋特性。这导致了Andreev态的自旋和它们传输库珀对的方向之间的强相关性。虽然在零磁场下JJ的电流-相位关系在性质上不受SOC的影响，但在弱磁场存在下，强各向异性行为和上述异常约瑟夫森效应随之而来。我们表明，这种情况并不局限于障碍的基础上，如QPC的收缩，一般应该出现，如果在正常系统中的载体的自旋方向与其运动方向。
2012-12-12 cond-mat.mes-hall
Spin wave-driven variable-phase mutual synchronization in spin Hall nano-oscillators
本文实验结合微磁模拟，证明两个纳米收缩型 SHNO 可通过传播自旋波实现相位由驱动电流或磁场在 0 到 π 间调控的互同步。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Giant Anisotropic Magneto-Resistance in ferromagnetic atomic contacts
磁阻是一种具有重要基础和工业意义的物理效应，因为它是计算机读头和磁性随机存取存储器中使用的磁场传感器的基础。随着器件尺寸的减小，磁和电输运的一些重要的物理长度尺度将很快获得。最后，我们迫切需要知道导致磁阻的物理现象在原子尺度上是否仍然存在。在这里，我们表明，磁电阻的各向异性大大增强的原子尺寸收缩。我们解释了这种物理效应的电子态密度的变化时，在结的磁化旋转，支持我们的从头计算。这源于“自旋-轨道耦合”机制，将轨道的形状与自旋方向联系起来。这敏感地影响由价轨道的重叠确定的原子接触的电导。
2006-02-13 cond-mat.mes-hall
Zero-conductance resonances and spin-filtering effects in ring conductors subject to Rashba coupling
本文研究了Rashba自旋轨道耦合和隧道势垒对一维导电Aharonov-Bohm（AB）环对称耦合到两个引线上的零磁阻共振的影响。在散射矩阵方法中推导了相应的单电子问题的传输函数，并在复能量平面中进行了分析，重点讨论了隧道势垒强度对传输（反）共振的零极点结构特性的作用。实电导零点的提升与Aharonov-Casher（AC）环和AB环的自旋反转对称性和时间反转对称性的破缺以及隧道势垒存在下的旋转对称性破缺有关。我们表明，通过隧道势垒强度可以控制传输电子的极化方向，并讨论了一种新的自旋过滤设计在一维环可调自旋轨道相互作用。
2006-12-21 cond-mat.mes-hall
Rashba spin-splitting of single electrons and Cooper pairs
电薄弱环节，用于电路中提供大部分电流流动阻力的那些部分的术语，是许多纳米器件的重要元素。量子点、纳米线和桥接两个大块导体（或超导体）的纳米收缩是这种弱连接的示例。在这里，我们考虑的纳米结构中的电子自旋轨道相互作用是强的弱链接，但在体导体是不重要的，并从理论上探讨的作用的自旋轨道主动弱链接（我们称之为“Rashba自旋分裂器”）作为一个来源的新的自旋为基础的功能，在正常和超导设备。本文综述了超导库珀对的自旋极化效应和机械控制的自旋电流、电荷电流等现象。
2016-08-31 cond-mat.mes-hall
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
Spin rotation, spin filtering, and spin transfer in directional tunneling through non-centrosymmetric semiconductor barriers
我们考虑自旋相关隧穿通过砷化镓势垒，材料，没有反转对称性。我们处理的是自由电子，在势垒材料中只有一个有效质量和一个自旋分裂。当我们同时考虑自旋-轨道相互作用和不存在反转对称性时，势垒中的倏逝态是自旋分裂的，隧穿过程可能变得相当复杂。沿着某些晶体学方向，入射波在隧穿过程中经历自旋过滤。这些结果为隧道器件中的自旋操纵开辟了令人鼓舞的前景。
2009-01-13 cond-mat.mes-hall
Epitaxial Growth of Ultraflat Bismuthene with Large Topological Band Inversion Enabled by Substrate-Orbital-Filtering Effect
量子自旋霍尔（QSH）系统有望成为低功耗的自旋电子器件，但其实际应用受到小能隙的极大阻碍。特别是在设计原则的指导下，制备大间隙QSH材料，无论是在科学研究还是实际应用中都是必不可少的。在这里，我们证明了大的原子自旋轨道耦合可以直接利用通过有趣的衬底轨道过滤效应，以产生大的能隙QSH系统，并在Ag（111）上外延合成的超平铋实验实现。理论计算表明，底层衬底选择性地过滤Bi pz轨道远离费米能级，导致具有非零磁量子数的pxy轨道，导致在K点处的约1 eV的大拓扑带隙。通过扫描隧道光谱结合密度泛函理论计算确定了相应的拓扑边缘态。我们的研究结果提供了一般策略来设计大能隙QSH系统，并进一步探索其拓扑相关的物理。
2021-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin filtering implemented through Rashba and weak magnetic modulations
提出了两种在空间调制的Rashba自旋轨道耦合（SOC）和弱磁势下的一维半导体量子线中自旋滤波器的理论方案。对于情况I，SOC是周期性的，并且弱磁势沿导线均匀施加。在两个分离的能量区间内获得了符号相反的全自旋极化。对于第二种情况，弱磁位是周期性的，而SOC是均匀的。通过调节SOC的强度，实现了自旋极化的正负转换，分析了SOC、磁势及其耦合对自旋过滤的影响。
2007-04-28 cond-mat.mes-hall
Spin-charge filtering through a spin-orbit coupled quantum dot controlled via an Aharonov-Bohm interferometer
我们证明了一个强关联的量子点嵌入在Aharonov-Bohm干涉仪可以用来过滤在零电压偏置的电荷和自旋。Aharonov-Bohm臂耦合到系统的幅度控制着量子点上的多体效应。当量子点处于近藤状态时，通过系统的电荷流可以通过Aharonov-Bohm臂$ϕ_{AB}$的相位来调谐。此外，当近藤量子点上存在自旋-轨道相互作用时，我们可以通过自旋-轨道相$ϕ_{SO}$来控制自旋的流动。费米能级处近藤峰的存在使得在零偏压极限下控制电荷和自旋的流动成为可能。
2007-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Perfect spin filtering device through a Mach Zehnder interferometer in GaAs/AlGaAs electron gas
在具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合以及外加外部磁场的介质中，在二维空间中精确地解决了通过量子自旋干涉进行自旋过滤的问题。这个问题是从完全非阿贝尔规范制定解决。我们提出了一种实验上可行的电子马赫-曾德尔干涉仪，并解决了完美的自旋过滤条件。我们发现两个广泛的解决方案，一个过滤是实现在原来的传入的基础上，这是纯粹的非阿贝尔解决方案，和其他需要一个倾斜的轴来观察极化输出旋量。后者的解决方案是很好的近似阿贝尔近似。这两种解都适用于任意入射极化，并且仅受入射旋量态的随机性限制。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Spin filtering by a periodic nanospintronic devices
对于一个线性链的类金刚石元素，我们表明，Rashba自旋轨道相互作用（它可以通过一个垂直的栅极电压调谐）和Aharonov玻姆通量（由于一个垂直的磁场）可以结合起来，选择只有一个传播弹道模式，电子自旋完全极化沿一个方向，可以通过调整的电场和磁场和电子能量。所有其他模式都是短暂的。对于广泛的参数范围，该链可以用作自旋过滤器。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall
Wavevector-dependent spin filtering and spin transport through magnetic barriers in graphene
我们研究了单层和双层石墨烯中磁性纳米结构的自旋分辨输运。我们考虑到轨道效应的不均匀的垂直磁场以及面内自旋分裂由于塞曼相互作用和交换耦合可能引起的接近的铁磁绝缘体。我们发现，一个单一的障碍表现出依赖于波矢的自旋过滤效应在能量接近的传输阈值。这种效应在共振双势垒配置中显著增强，其中通过增加势垒之间的距离，可以将传出电流的自旋极化增加到100%。
2009-06-20 cond-mat.mes-hall
From Valley Filtering to Superconducting Diode Effect in Spin-Orbit Coupled Graphene Junctions
Università di Catania（卡塔尼亚大学）；INFN, Sez. Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）；Centro Siciliano di Fisica Nucleare e Struttura della Materia（西西里核物理与物质结构中心）
研究近邻化石墨烯在弹道和零温下的输运性质，利用紧束缚方法，先获单结谷过滤等结果，再分析约瑟夫森结超导输运，发现高磁通量残余超电流及强非互易输运致显著约瑟夫森二极管效应。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Filtering via Resonant Reflection of Relativistic Surface States
发展了一种研究强自旋轨道相互作用表面上非磁性线性缺陷表面态散射的微观方法。通过对模型晶体势的原理性计算，从理论上发现了原子条纹对Rashba分裂表面态散射的自旋选择反射共振。自旋过滤性能的线性缺陷内的扰动表面的Rashba哈密顿的基础上的一个函数形式主义进行了分析。连续Rashba模型完全符合微观理论，揭示了散射共振背后的本质物理。自旋相关的反射提出了一种新的机制来操纵纳米尺度上的自旋。
2017-12-27 cond-mat.mes-hall
Mach-Zehnder Interferometric device for spin filtering in a GaAs/AlGaAs electron gas
在同时具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的GaAs/AlGaAs电子气中，提出了一种利用量子自旋干涉的自旋滤波器件。该装置通过分离自旋向上和自旋向下分量而没有磁场梯度来实现极化电子流。我们发现两个广泛的自旋过滤制度，其中一个干涉仪具有对称的武器，需要一个小的磁通量来实现自旋分离，和其他的非对称武器的路径长度的变化呈现一个额外的相位模拟的磁场的影响。我们确定的设备，其中最佳的电子极化的值范围内发现在2D电子气实现的操作点。这两种设备设置适用于任意入射电子极化，并在入射电子带内的宽能量范围内工作。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall
Spin-Orbit-Torque Driven Propagating Spin Waves
自旋-轨道力矩（SOT）可以驱动一类新兴微波器件中的持续自旋波（SW）自振荡，称为自旋霍尔纳米振荡器（SHNO），其具有高度非线性特性，在直接服从高速神经形态计算的频率下控制鲁棒的相互同步。然而，所有的演示都依赖于通过偶极耦合和/或直接交换相互作用的局部SW模式。由于纳米磁需要传播SW用于数据传输，并且可以使用SW干涉来实现附加的计算功能，所以SOT驱动的传播SW将是非常有利的。在这里，我们演示了垂直磁各向异性如何将磁纳米收缩中SOT驱动的自振荡频率提高到远高于SW间隙的水平，从而有效地产生场和电流可调的传播SW。我们的演示极大地扩展了SHNO的功能和设计自由度，使长距离SOT驱动的SW传播的纳米磁，SW逻辑和神经形态计算，直接与CMOS技术兼容。
2019-04-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Negative Magnetoresistance and Spin Filtering of Spin-Coupled Diiron-Oxo Clusters
研究了{ \it开壳层单线态}二铁氧簇的自旋相关输运。电流和磁阻已被研究，作为自旋状态的函数，在非平衡格林函数的方法。所施加的偏置可以用于调谐所观察到的磁阻的符号。已经确定了一个巨大的磁阻比，在6000 $%$的顺序，氢锚定。施加的偏压低于0.3 V，结合硫锚定，诱导由于锚-散射体隧穿势垒降低的负磁阻。此外，diiron-oxo集群显示出几乎完美的自旋过滤平行排列的铁磁矩，由于能量接近，相对于费米能级，其最高占用的分子轨道。
2013-06-19 cond-mat.mes-hall
Spin-filtering and charge- and spin-switching effects in a quantum wire with periodically attached stubs
利用非平衡格林函数方法结合Landauer-Buttiker方法研究了Rashba自旋轨道相互作用（SOI）下周期性截断量子线中自旋相关的电子输运.在所考虑的系统中，自旋过滤，电荷和自旋开关共存。通过分析短截量子线中的总电荷密度和自旋极化密度分布，揭示了这些输运性质的机理。此外，由于电荷密度岛与Rashba SOI诱导的有效磁场之间的相互作用，在短柱内部还发现了具有高极化的周期性自旋密度岛。所提出的纳米结构可用于设计全电多功能自旋电子器件。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall
Spin Filtering with Poly-T Wrapped Single Wall Carbon Nanotubes
自旋滤波是自旋电子学中的一个基本操作，它允许产生和检测自旋极化载流子。在大多数情况下，过渡金属铁磁体被用作自旋过滤器，尽管它们的自旋过滤效率仅为约50%，从而限制了自旋电子器件的效率。最近，手性系统如DNA已被证明表现出有效的自旋过滤，这种现象通常被称为“手性诱导的自旋选择性”（CISS）。在这项工作中，我们考虑单壁碳纳米管螺旋缠绕单链聚T DNA。通过磁电阻测量，我们表明，该系统具有显着的自旋极化~ 80%，这可能是由于Rashba自旋轨道相互作用引起的反转不对称螺旋势的DNA。观察到的自旋极化大于之前报道的d（GT）15股。这样的系统允许通过化学手段定制自旋极化，并且还允许在没有任何磁性元件的情况下极其局部地产生和检测自旋极化，并且可以导致自旋电子器件和电路的极端小型化和紧凑集成。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Efficient Magnetic Spin-Filtering and Persistent Spin-Currents in Lifshitz-Transitioned Altermagnets: A Route to Open-Orbit Spintronics
National Cheng Kung University（國立成功大學）；Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科學院）
本文通过二维交替磁体中的同伦Lifshitz转变，创建了几何保护的自旋选择性开放通道，实现了高效磁自旋过滤、手性可调的自旋持久电流等磁输运效应，为拓扑自旋电子学提供了新平台。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning spin filtering by anchoring groups in benzene derivative molecular junctions
分子自旋电子学的一个重要问题是控制和操纵电荷输运，特别是通过单分子结的自旋极化。利用$ab$ $initio$计算方法，研究了在Ni（111）电极上连接六种不同锚定基团（S，CH $_3$ S，COOH，CNH $_2$ NH，NC和NO $_2$）的苯衍生物的自旋极化电子输运.我们发现锚定基团可以显著地改变分子-电极耦合、电导和电流的自旋极化。特别地，对于NO $_2$终止，可以实现高自旋极化（SP $>$ 80%）和巨磁阻（MR $>$ 140%），并且更有趣的是，SP可以通过小电压进一步增强（高达90%）。相反，S和CH $_3$ S体系表现出相当低的SP，而COOH和CNH $_2$ NH基团则表现出中间值。用轨道对称性、杂化和前线轨道的空间局域化对结果进行了详细的分析和解释。我们希望我们的比较和系统的研究将提供有价值的定量信息，为未来的实验测量这类系统，并将有助于设计高性能的自旋电子学器件。
2019-06-08 cond-mat.mes-hall
Rashba-Zeeman-effect-induced spin filtering energy windows in a quantum wire
采用改进的Rankki转移矩阵方法结合Landauer-Buttiker方法，对Rashba自旋轨道耦合（SOC）和垂直磁场（MF）调制下量子线中的自旋分辨输运进行了数值研究.对于自旋非极化注入，该系统可以获得较宽的自旋过滤能窗。此外，这些能量窗口的宽度和这些能量窗口内的自旋电导的大小可以通过改变Rashba SOC强度来调节，这可以通过分析量子阱内的能量色散和自旋极化密度分布来理解。进一步的研究还表明，这些Rashba-SOC控制的自旋过滤能量窗口显示出强大的鲁棒性对疾病。这些结果不仅有助于进一步理解量子阱在外场作用下的自旋相关输运性质，而且为自旋过滤器件的设计提供了理论指导。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall
Robust all-electrical topological valley filtering using monolayer 2D-Xenes
我们提出了一个可实现的设备设计的全电鲁棒谷滤波器，利用自旋保护拓扑界面态托管在单层2D-Xene材料与大的内在自旋轨道耦合。与传统的量子自旋霍尔边缘状态周围的$X$点，出现在拓扑结构不同的阶段之间的畴壁的界面状态是从$K$或$K^{'}$点，使它们成为谷极化通道的合适的前景。我们发现，一个大的带隙量子自旋霍尔效应的存在下，使空间分离的自旋谷锁定螺旋界面态的谷态被保护的自旋守恒，导致对短程非磁性无序的鲁棒性。通过采用散射矩阵形式主义在一个适当设计的设备结构，谷分辨输运的非磁性短程无序的存在下，不同的2D-Xene材料也进行了详细的分析。我们的数值模拟证实了自旋-轨道耦合的作用，在实现一个完美的量子电导归因于拓扑保护的界面态的改进的谷滤波器的性能。我们的分析进一步阐述了在设计优化的valleytronic过滤器装置时需要考虑的材料、装置几何形状和其他因素的正确选择。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall
Anisotropic plasmons in a two-dimensional electron gas with spin-orbit interaction
研究了二维半导体结构中自旋轨道耦合引起的等离子体动力学各向异性。线性Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的相互作用极大地影响了等离子体光谱：动力学结构因子在几十年内表现出变化，禁止等离子体在特定方向上传播。虽然这种等离子体滤波使得等离子体动力学中的自旋-轨道耦合的存在是可观察的，但它也为等离子体器件提供了控制工具。值得注意的是，如果两种相互作用的强度相等，不仅各向异性，而且集体响应中线性自旋轨道耦合的所有痕迹都消失了。
2009-02-24 cond-mat.mes-hall
Electron Double Refraction in Hybrid Systems with Rashba Spin-Orbit Coupling
本文研究了自旋确定的电子在一侧为Rashba自旋轨道耦合的杂化系统界面上的散射。在垂直入射之外，出现双折射现象，对于全反射具有一个或两个极限角。我们表明，这种双折射引起的自旋依赖电导的量子点接触分离的铁磁体和二维电子气。双折射允许使用单个界面进行自旋过滤。
2002-11-19 cond-mat.mes-hall
Perfect optical spin-filtering in antiferromagnetic stanene nanoribbons induced by band bending and uniaxial strain
基于紧束缚模型，研究了室温下反铁磁锡烯纳米带在正电场和线极化光联合作用下的非平衡自旋极化输运性质.由于锡烯晶格中自旋轨道耦合的存在，施加法向电场会导致导带和价带中自旋分辨能级的带简并分裂。此外，极化光子在两个谷的不等效吸收归因于反铁磁交换场导致不相等的自旋极化光电流的自旋上和自旋下组件。有趣的是，在存在由边缘电势引起的能带弯曲的情况下，在入射光的更宽的波长区域上发生允许的量子效率。特别重要的是，交换磁场的变化在弯曲能带结构中产生自旋半导体行为。此外，还表明在单轴应变和窄边势的同时作用下，可以获得光学自旋过滤效应。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall
Spin filtering in all-electrical three-terminal interferometers
与双端器件不同，在双端器件中，时间反演不变的自旋-轨道相互作用不能单独地使自旋旋转，当电子从一个源库流入两个（或更多个）单独的漏库时，可以产生这样的极化。我们提出了两个例子的解析解。首先，我们证明了通过“钻石”干涉仪传输到两个漏的电子可以同时完全自旋极化沿不同的可调方向，即使当干涉仪的两个臂是不相同的。第二，我们证明了一个螺旋分子连接到多个漏极上，可以在通过它的电子中引起显著的自旋极化，即使当电子进入不同的漏极最终不相干地混合到一个吸收库中时，平均极化仍然保持非零。这可以解释最近的实验对某些螺旋手性分子的自旋选择性。
2017-02-18 cond-mat.mes-hall
Resonant all-electric spin pumping with spin-orbit coupling
用于产生和过滤自旋电流的全电器件对于自旋电子学的实验和应用至关重要。考虑自旋轨道耦合下两金属引线之间的量子点，在散射矩阵的框架下分析了磁驱动双端器件产生自旋电流的条件.然后，我们专注于一个点与两个共振轨道，并通过具体的例子表明，既可以实现自旋过滤和纯自旋电流的产生。最后，我们讨论了库仑相互作用的影响。
2009-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
One-way reflection-free exciton-polariton spin filtering channel
我们从理论上研究了锯齿形蜂窝晶格中的激子-极化激元，结果表明，自旋-轨道耦合、塞曼分裂和子晶格间的现场失谐之间的相互作用可以产生一个能带结构，其中系统的所有边缘态都在能量上分裂。在一个能量区间内，自旋极化边缘态之一与具有相反自旋的无间隙体相关联。被相反的自旋所包围并且不存在向后传播的边缘态确保了系统中具有一个特定自旋的极化激元的无反射和反馈抑制的单向流动。该系统的边缘态比标准拓扑极化子系统的边缘态更局域化，并且是完全自旋极化的。这为在极化激元网络中实现无反馈的自旋选择极化激元信道信息传输铺平了道路。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall
Effects of Rashba spin-orbit coupling and a magnetic field on a polygonal quantum ring
利用标准量子网络方法，研究了Rashba自旋轨道耦合（RSOC）和外加磁场对多边形量子环自旋输运性质的影响。利用Landauer-Buttiker公式，我们发现透射电子的极化方向和相位可以由磁场和RSOC共同控制。讨论了一种在任意边数的多边形中产生自旋极化电导的器件。该器件将允许精确控制自旋，并简单地通过交换源极和漏极来选择性地提供自旋过滤，以用于上自旋或下自旋。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall
Non-Abelian spin-orbit gauge: Persistent spin helix and quantum square ring
我们重新表达Rashba和Dresselhaus相互作用作为非阿贝尔自旋轨道规范，并提供了一个新的视角，在理解持久的自旋螺旋[物理。97，236601（2006）]。在等强度Rashba-Dresselhaus [001]线性模型、Dresselhaus [110]线性模型和一维系统中，自旋-轨道相互作用系统可以转化为自由电子气体。利用有限差分方法，得到了非均匀自旋轨道相互作用和任意方向跳跃的一般紧束缚哈密顿量。作为一个应用的基础上，该哈密顿量，量子方环接触两个理想的铅被发现表现出四个状态，绝缘，自旋过滤，自旋翻转，和自旋保持状态。
2007-09-03 cond-mat.mes-hall
Highly conductive and complete spin filtering of nickel atomic contacts in a nitrogen atmosphere
在纳米电子学和自旋电子学领域，通过纳米结产生高效和高度自旋极化的电流是必不可少的。在本文中，使用$ab$ $initio$电子输运计算，我们预测高导电性和完美的自旋过滤的镍原子接触在氮的环境中，其中一个单一的N $_2$分子位于两个镍电极之间的平行（能量最有利）。这种特定性能是由于铁磁电极的多数自旋$s$类状态与N $_2$分子的最低未占分子轨道之间的波函数正交性，因此多数自旋电子在界面处被完全阻挡.相反，对于少数自旋，由于Ni原子的$d_{zx,zy}$和N原子的$p_{x,y}$之间的有效耦合，形成了两个几乎饱和的导电沟道，导致约1 $G_0$（$=2e^2/h$）的大电导。因此，单个N $_2$分子充当高导电性和半金属导体。另一方面，CO和NO掺入分子结表现出相当低的电导与部分自旋极化电流。
2019-05-29 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Stern-Gerlach spin filter by nonuniform spin-orbit interaction
对具有非均匀自旋轨道相互作用（SOI）的二维电子系统中一种新的自旋滤波进行了理论研究。SOI的强度被调制垂直于充电电流。由于非均匀SOI而产生的有效磁场的空间梯度导致Stern-Gerlach型自旋分离。极化的方向垂直于电流，平行于空间梯度。甚至在不施加任何外部磁场和不附接铁磁接触的情况下也可以实现几乎100%的自旋极化。自旋极化即使在随机性存在的情况下也持续存在。
2005-06-14 cond-mat.mes-hall
Spin filtering due to quantum interference in periodic mesoscopic networks
我们提出了几个新的结果，扩展了我们最近提出的自旋过滤器的紧束缚模型的基础上的周期性链的钻石样环[物理。修订B { \bf 78}，125328（2008）]。在该滤波器中，Rashba自旋-轨道相互作用（其可以通过垂直栅极电压来调谐）和Aharonov-Bohm通量（由于垂直磁场）组合以仅选择一个传播弹道模式。对于这种模式，电子自旋沿着可以由电场和磁场以及电子能量控制的方向完全极化。所有其他模式都是短暂的。将正方形菱形推广为具有任意开口角度的菱形，我们发现增加这些角度拓宽了有效滤波的参数范围。在每个菱形的两侧上的不同的栅极电压被发现对带中心的一侧上的能量的电子离域。我们还比较了我们的紧束缚模型与使用一维导线的连续量子网络的模型，并发现只有当一个选择特定的网站能量在网络的节点重合。
2008-12-12 cond-mat.mes-hall
Spin filtering in a Rashba-Dresselhaus-Aharonov-Bohm double-dot interferometer
我们研究了自旋1/2电子通过由两个细长量子点或量子纳米线制成的干涉仪的自旋相关输运，这些量子点或纳米线受到Aharonov-Bohm通量和（Rashba和Dresselhaus）自旋轨道相互作用的影响。类似于在我们之前的论文[Phys. Rev. B { \bf 84}，035323（2011）; Phys. Rev. B { \bf 87}，205438（2013）]中提出的金刚石干涉仪，我们表明，由于自旋干涉效应，双点干涉仪可以用作完美的自旋滤波器。通过适当地调整确定Aharonov-Casher和Aharonov-Bohm相位的外部电场和磁场，以及各种跳跃幅度和位置能量之间的某些关系，干涉仪阻挡具有特定自旋极化的电子，而与它们的能量无关。被阻挡的极化和出射电子的极化仅由外部电场和磁场控制，而不依赖于电子的能量。此外，自旋过滤条件变得更简单的线性响应制度，其中电子具有固定的能量。与金刚石干涉仪不同，双点干涉仪中的自旋滤波不需要干涉仪的两个分支的跳跃幅度和位置能量之间的高度对称性，因此从实验的角度来看可能更有吸引力。
2013-06-30 cond-mat.mes-hall
Scanning gate microscopy mapping of edge current and branched electron flow in a transition metal dichalcogenide nanoribbon and quantum point contact
我们研究了扫描门显微镜（SGM）电导映射的$\mathrm{MoS}_2$锯齿形带利用紧束缚和连续模型。我们表明，即使一个原始的nanoriginal的边缘模式是强大的背散射的潜在的尖端诱导，电导映射揭示存在的边缘模式和量化的自旋和谷电流携带模式。通过检查从分裂栅量子点接触（QPC）的电子流，我们发现，映射的电流流动允许确定量子点接触中的量子化的性质，因为自旋轨道耦合强度影响电流退出收缩的分支的数量。在电导映射中发现的径向电导振荡条纹揭示了对应于自旋和谷相反模式的载流子的两种可能的波矢量的存在。最后，我们表明，无序诱导谷混合导致的径向条纹的跳动模式。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall
Material-specific spin filtering in ferromagnet/superconductor ballistic nanojunctions
我们研究自旋相关的电子输运铁磁/超导体弹道结建模使用紧束缚哈密顿与s，p和d轨道和材料的具体参数。我们表明，通过精确建模的能带结构的散装材料，可以重现测量的微分电导的Cu/Pb纳米接触。相比之下，只有在界面处存在增强的磁矩时，才能再现Co/Pb接触的微分电导。
2000-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
