Spin Pumping and Inverse Spin Hall Effect in Platinum: The Essential Role of Spin-Memory Loss at Metallic Interfaces
通过Co中的铁磁共振、自旋抽运和逆自旋霍尔效应的组合实验，|Pt双层和Co |Cu| Pt三层，我们证明了一致的值的自旋扩散长度$\ell_{\rm sf}^{\rm Pt}=3.4\pm0.4$ nm和自旋霍尔角$θ_{\rm SHE}^{\rm Pt}=0.051\pm0.004$的Pt。我们的数据和模型强调的部分退极化的自旋电流在每个接口由于自旋记忆损失。我们的模型调和先前公布的自旋霍尔角值，并解释了不同的标度长度的铁磁阻尼和自旋霍尔效应感应电压。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomically sharp interface enabled ultrahigh-speed, nonvolatile memory devices
具有最终性能的存储器件的开发在现代电子技术的创新中发挥了关键作用。非易失性存储器件作为一种主流存储技术，表现出了高容量和机械可靠性，但目前的主要瓶颈是消光比低和运算速度慢。尽管已经进行了大量的努力来提高它们的性能，但是典型的数百微秒甚至毫秒的写入时间仍然比它们的易失性对应物长几个数量级。我们已经展示了基于范德华异质结构的非易失性浮栅存储器件，不同功能元件之间具有原子级清晰的界面，并实现了接近纳秒极限的超高速编程/擦除操作，消光比高达10^10。这种非凡的性能允许新的设备功能，如多位存储，从而在现代纳米电子学领域开辟了不可预见的应用，并为设备规模扩大提供了未来的制造指南。
2021-04-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Interface Piezoelectric Loss in Superconducting Qubits
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
研究通过超导量子比特与机械模式共振，发现界面压电效应导致量子比特寿命减少，揭示压电损耗作为超导量子比特的独立损耗通道。
2026-05-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of spin loss at metallic interfaces
界面自旋翻转散射在磁电子器件中起着重要的作用。金属界面处的自旋损耗通常通过将多层膜的磁阻数据与Valet-Fert模型相匹配来量化，同时将每个界面视为厚度为$δ$乘以自旋扩散长度的虚构体层。利用适当推广的电路理论和散射矩阵方法，我们导出了参数$δ$与单个界面处自旋翻转透射和反射几率的关系。发现$δ$与自旋翻转散射概率的平方根成正比。基于第一性原理电子结构，采用Landauer-Büttiker方法计算了Cu/Pd界面的自旋翻转透射几率，得到了与实验符合较好的$δ$.
2016-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modelling dielectric loss in superconducting resonators: Evidence for interacting atomic two-level systems at the Nb/oxide interface
虽然有几个实验声称，非晶表面/界面中的两能级系统（TLS）缺陷是超导谐振器和量子比特中能量弛豫的原因，但没有一个实验能用传统的非相互作用TLS模型对其数据进行定量解释。在这里，提出了一个模型，插值之间的相互作用和非相互作用的TLS损耗角正切进行数值分析的实验数据和提取有关TLS参数及其分布的信息。作为一个证明的原则，该模型适用于TESLA腔，只包含一个单一的有损耗的材料在其内部，铌/铌氧化物界面。最佳拟合显示薄（5 nm）和厚（100 nm）氧化物的相互作用的TLS与尖锐的电偶极矩模量，表明TLS是“原子”，而不是“玻璃态”。所提出的方法可以应用于具有多个材料界面和衬底的其他器件，目的是阐明导致谐振器和量子比特中能量损失的TLS的性质。
2022-10-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generalized magnetoelectronic circuit theory and spin relaxation at interfaces in magnetic multilayers
金属界面的自旋输运是各种自旋电子器件概念的重要组成部分，如巨磁电阻、自旋转移矩和自旋泵。自旋-轨道耦合在许多这样的器件中起着重要的作用。特别地，由于自旋-轨道耦合，自旋电流在界面处被部分吸收。我们发展了一个通用的磁电电路理论，概括了自旋混合电导的概念，占负责自旋翻转散射的各种机制。对于交换相互作用占主导地位的特殊情况，我们给出了自旋混合电导的简单表达式，即负责自旋弛豫的贡献（即，自旋记忆损失）、自旋力矩和自旋进动。自旋记忆损失参数$δ$与自旋翻转透射和反射概率有关。自旋力矩和自旋记忆损失之间没有直接的关系。我们计算了N的自旋翻转散射率|N、F| N、F| F接口使用Landauer-Büttiker方法内的线性muffin-tin轨道方法，并确定值的$δ$使用电路理论。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic scale control of spin current transmission at interfaces
铁磁/重金属界面的自旋传输对许多自旋电子器件具有重要意义。通常自旋电流传输受到自旋混合电导和自旋记忆损耗等损耗机制的限制。为了理解这些效应，我们研究了在铁磁体和重金属之间插入绝缘夹层时的界面传输。为此，我们测量从光注入的自旋电流脉冲以及使用铁磁共振的自旋泵浦的幅度产生的反自旋霍尔电压。从我们的结果中，我们得出结论，显着的自旋记忆损失只发生在5d金属与不到一半的d-壳层填充。
2021-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially Resolved Thermometry of Resistive Memory Devices
电阻和相变存储器（RRAM和PCM）的操作由高度局部化的自热效应控制，但由于纳米测温的挑战，对其温度的详细研究很少。在这里，我们表明，拉曼测温和扫描热显微镜（SThM）的组合可以使这样的测量具有高空间分辨率。我们报告的HfO $_2$，TiO $_2$和Ge $_2$ Sb $_2$ Te $_5$（GST）薄膜的温度相关的拉曼光谱，并演示直接测量的温度分布在横向PCM设备。我们的测量结果表明，电气和热界面占主导地位的这种设备的操作，揭示了30 m $^2$ K $^{-1}$ GW $^{-1}$在GST-SiO $_2$接口和有效的热电势350 $μ$ V/K在GST-Pt接口的热边界电阻。我们还讨论了可能的途径，将拉曼测温和STHM技术应用于纳米级和垂直电阻存储器件。
2017-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Loss and decoherence at the quantum Hall - superconductor interface
本文系统研究了量子霍尔态下石墨烯-超导体界面的安德烈耶夫转换，发现转换概率对温度与磁场的依赖近乎解耦，并揭示了超导涡旋正常态核心对边缘电子的吸收与退相干作用，为未来手性超导混合器件设计提供依据。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High-Fidelity Control of a Strongly Coupled Electro-Nuclear Spin-Photon Interface
本文提出利用SnV-117的大超精细耦合在零磁场下消除光激发相位反冲，并在光子集成电路中实现97.8%门保真度与2.5 ms相干时间的核自旋存储控制。
2025-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Titanium Nitride Film on Sapphire Substrate with Low Dielectric Loss for Superconducting Qubits
介质损耗是超导量子比特的主要退相干源之一。当代高相干超导量子比特是由衬底上的超导薄膜组成的低介电损耗的材料系统构成的，其中损耗主要来源于表面和界面。在多种候选材料系统中，氮化钛（TiN）膜和蓝宝石衬底的组合具有良好的潜力，因为其抗氧化的化学稳定性和界面处的高质量。在这项工作中，我们报告了TiN薄膜沉积到蓝宝石衬底上实现低介电损耗的材料界面。通过系统表征一系列由相同批次TiN基底层、不同几何结构的量子比特分流电容器以及不同材料界面参与率制备的transmon量子比特，定量提取了1 nm无序层中衬底-金属界面处小于$8.9 \times 10^{-4}$的损耗角正切值.通过优化transmon量子位的界面参与率，我们可重复地实现高达300 $μ$ s的量子位寿命和接近800万的品质因数。我们证明了蓝宝石衬底上的TiN薄膜是高相干超导量子比特的理想材料体系。我们的分析进一步表明，电路的约瑟夫森结部分周围的界面介电损耗可能是最先进的transmon量子比特的寿命的主要限制。
2022-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Loss mechanisms in superconducting thin film microwave resonators
本文系统地分析了硅基铌薄膜超导共面波导微波谐振器的内部损耗。特别是，我们调查的Nb/Al界面的中心导体，这是重要的实验中，铝基约瑟夫森结集成到Nb基电路中引入的损耗。我们发现，这些接口可以是一个强大的源两级状态（TLS）的损失，当接口不位于当前节点的谐振器。除了TLS损耗之外，对于包括Al的谐振器，准粒子损耗在200 mK以上变得相关。最后，我们研究如何通过使用足够厚的基板或基板背面上具有高导电性的金属来最小化基板背面上的导电材料中的涡电流所产生的损耗。
2016-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reducing intrinsic loss in superconducting resonators by surface treatment and deep etching of silicon substrates
我们提出了微波频率NbTiN硅谐振器，系统地实现内部品质因数1 M以上的量子制度。我们使用两种技术来减少与两级系统相关的损失：NbTiN沉积之前的额外的衬底表面处理，以优化金属-衬底界面，以及衬底的深反应离子蚀刻，以使衬底-真空界面远离高电场。谐振器行为的温度和功率依赖性表明，二能级系统仍然对能量耗散有显著贡献，这表明更多的界面优化可以进一步提高性能。
2015-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
