Electrically tunable spin polarization of chiral edge modes in a quantum anomalous Hall insulator
在量子反常霍尔效应中,手征边缘模有望无耗散地传导自旋极化电流,从而在未来的低能耗电子学和自旋电子学中具有巨大的前景。然而,在实验中从未建立手征边缘模的自旋极化。本文基于第一性原理计算建立的有效模型和更接近实际的紧束缚模型,从理论上研究了量子反常霍尔效应中手征边缘模的自旋极化.我们发现自旋极化可以通过调节局部栅电压或费米能级来控制。我们还建议通过将量子反常霍尔绝缘体与铁磁(FM)引线接触来提取手征边缘模式的自旋信息。手征边缘模自旋极化的建立,以及完全电学的操控和探测,将为量子反常霍尔效应在自旋电子学中的应用铺平道路。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interlayer sliding direction as a symmetry selector in altermagnetic bilayer Fe2WS4: Switchable anomalous Hall and anomalous valley Hall effects
Jishou University(吉首大学)
研究交替磁双层Fe2WS4,通过第一性原理计算表明层间滑动方向是对称性选择控制参数。对角滑动可实现铁电可切换的反常霍尔效应,轴向滑动能导致可切换的反常谷霍尔效应,确立其为控制多种特性的非易失性对称性选择器。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron spin polarization induced by spin Hall effect in semiconductors with a linear in the momentum spin-orbit splitting of conduction band
结果表明,自旋霍尔效应使半导体中的电子产生均匀的自旋极化,导带的动量自旋分裂呈线性。反过来,即使在没有外部磁场的情况下,在样品边缘处积累的非均匀自旋极化的轮廓也在空间中振荡。
2005-08-05 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of the spin polarization in the fractional quantum Hall effects
使用我最近与R. Shankar,我计算了自旋极化对温度的依赖关系,在$ν=1/3$和$ν=2/5$的自旋不变的分数量子霍尔态。我将我的结果与$ν=1/3$的实验进行比较,发现相当好的一致性。
2000-04-19 cond-mat.mes-hall
Bulk electron spin polarization generated by the spin Hall current
它示出的自旋霍尔电流产生的非平衡自旋极化在内部的晶体与减少的对称性的方式,是从以前众所周知的平衡极化在自旋弛豫过程中的显着不同。稳态自旋极化值不依赖于自旋-轨道相互作用的强度,即使在弱自旋-轨道耦合的情况下也提供了产生相对高的自旋极化的可能性。
2006-05-19 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in infinitely large and finite-size diffusive Rashba two-dimensional electron systems: A helicity-basis nonequilibrium Green's function approach
采用非平衡格林函数方法研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维电子扩散系统中的自旋霍尔效应。在自洽玻恩近似下考虑电子与杂质的长程散射势,我们发现自旋霍尔效应是由两种不同的带间极化引起的:一种是由电场直接引起的与无序无关的极化,另一种是由电子与杂质的散射引起的极化.与无序无关的极化与费米面以下的所有电子态相关,并产生原始的本征自旋霍尔电流,而无序介导的极化则与费米面附近的电子态的贡献有关,并对自旋霍尔电流产生额外的贡献。在扩散制度,总自旋霍尔电导率消失在{ \it无限大}样品,独立于温度的自旋轨道耦合常数,杂质密度,和特定形式的电子杂质散射势。然而,在{ \it有限尺寸} Rashba二维半导体中,自旋霍尔电导率不再总是消失。取决于微米范围内的样品尺寸,它可以是正的、零的或负的,最大绝对值在低温下达到$e/8π$数量级。随着样品尺寸的增加,总自旋霍尔电导率振荡的幅度减小。我们还讨论了不同尺寸样品的自旋霍尔电导率的温度依赖性。
2006-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Splitting Induced by a Competition between Quantum Spin Hall Edge States and Valley Edge States
具有晶格变形的应变石墨烯已被证明会产生大的赝磁场并具有许多奇异的性质。在这里,我们提出了一种非磁性的方法来实现动量依赖的平面外自旋分裂的应变石墨烯纳米带与适度的自旋轨道耦合。这种独特的自旋劈裂区别于著名的塞曼型自旋劈裂和Rashba型自旋劈裂。我们的分析表明,量子自旋霍尔边态和谷边态之间的竞争导致了独特的自旋分裂。在纳米晶体的一个边缘处的量子自旋霍尔态被伪磁场诱导的反向传播边缘模式抑制。在相反的边缘,量子自旋霍尔态根本不受影响。因此,相反自旋取向的简并量子自旋霍尔态,其在纳米线的两个相对边缘处传播,被提升。这一结果揭示了一种操纵电子自旋自由度的新方法。
2013-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical polarization of nuclear spins in a breakdown regime of quantum Hall effect
我们发展了一种计算量子霍尔系统中核自旋极化的方法。在奇整数量子霍尔效应(QHE)的击穿机制中,电子被激发到自旋极性相反的朗道子带上,通过超精细相互作用使核自旋动态极化.极化的核自旋反过来加速QHE击穿,导致量子霍尔导体的滞后电压-电流特性。
2006-11-16 cond-mat.mes-hall
Interlayer Diffusion of Nuclear Spin Polarization in $ν=2/3$ Quantum Hall States
在$ν=2/3$量子霍尔态的自旋跃迁点,二维电子气中的核自旋被电流极化。利用GaAs/AlGaAs双量子阱样品,我们首次观察到当核自旋极化在一层中是电流诱导时,两层之间的核自旋极化的空间扩散。通过数值模拟,我们估计了核自旋极化的扩散常数为$15 \pm 7$,nm $^2$ /s.
2013-09-20 cond-mat.mes-hall
Resonant Spin Polarization and Hall Effects in a Two-Dimensional Electron Gas
本文研究了在垂直磁场作用下具有相等Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的二维电子气的输运性质。通过采用该系统的精确解,我们发现共振电荷和自旋霍尔电导在一定的磁场,所有最近邻朗道能级交叉。在该磁场值附近,存在共振自旋极化,其也可诱发共振电荷和自旋霍尔效应。
2008-04-07 cond-mat.mes-hall
Graphene in the Quantum Hall Regime: Effects of Vacancies, Sublattice Polarization and Disorder
我们研究了量子霍尔机制中空位、无序和亚晶格极化对单层石墨烯电子性质的影响。通过紧束缚模型计算了石墨烯朗道能级的能谱随磁场的变化以及能级的局域化性质。我们首先讨论我们的结果,考虑在晶格中的空缺,在那里我们表明,空缺引入额外的水平(或定义明确的频带)之间的连续的LLS。这里一个引人注目的后果是,额外的霍尔电阻平台时,预计会出现一个有组织的空位超晶格被认为是。其次,我们讨论了异常的本地化特性,我们已经发现了最低的LL,其中一个日益增加的混乱,以提高波函数离域(而不是诱导本地化)。这种意想不到的效果被证明是直接相关的方式无序越来越多地破坏亚晶格(谷)极化的状态在最低的LL。这种反常无序效应只发生在零能LL上的原因是,在没有无序的情况下,只有对于这个能级,所有的态都是亚晶格极化的,即,它们的波函数仅在一个子晶格中具有振幅。
2008-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kinetic investigation on extrinsic spin Hall effect induced by skew scattering
从全微观动力学自旋布洛赫方程出发,研究了$(001)$ GaAs对称量子阱中斜散射诱导的非本征自旋霍尔电导动力学.在稳态下,对于线性$\mathbf k$依赖的自旋轨道耦合,非本征自旋霍尔电流/电导率为零,而对于立方$\mathbf k$依赖的自旋轨道耦合,非本征自旋霍尔电流/电导率非常小。Dresselhaus/Rashba自旋轨道耦合引起的自旋进动对非本征自旋霍尔电导在稳态下的消失起着重要的作用。在自旋-轨道耦合的作用下,斜散射诱导了面内自旋极化。这种自旋极化与电流诱导的自旋极化非常不同。
2008-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real-time and -space visualization of excitations of the ν= 1/3 fractional quantum Hall edge
我们提出了扫描光学频闪共焦显微镜和光谱测量,其中三个自由度,即能量,实时空间和实时,是可分辨的。边缘状态传播被检测为下游边缘中的光学响应的时间变化。我们成功地观察到了最基本的分数量子霍尔(FractionalQuantumHall,HALL)态的激发态和边缘附近的集体激发。结果验证了目前的理解的边缘激励,也指向边缘通道外的进一步动态。
2022-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generating Spin Currents in Semiconductors with the Spin Hall Effect
我们研究了GaAs结构中自旋霍尔效应产生的电诱导自旋电流,区分边缘效应和自旋输运。使用克尔旋转显微镜图像的自旋极化,我们证明,所观察到的自旋积累是由于横向体电子自旋电流,它可以驱动自旋极化近40微米到一个区域,其中有最小的电场。使用一个模型,包括自旋漂移的影响,我们确定的横向自旋漂移速度的自旋极化的磁场依赖性。
2006-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optically Induced Nuclear Spin Polarization in the Quantum Hall Regime: The Effect of Electron Spin Polarization through Exciton and Trion Excitations
通过光泵电子在朗道最低能级上的自旋极化,研究了量子霍尔区的核自旋极化。利用灵敏的电阻探测器,将核自旋极化测量为磁场$B_N$。我们发现$B_N$对填充因子的依赖性是非单调的。借助于圆偏振光致发光测量对$B_N$的综合测量表明光激发复合物的参与,即,激子和trion(带电激子),在核自旋极化。基于一种新的平衡电子自旋极化的估算方法,通过对实验数据的分析,我们得出结论:$B_N$的填充因子依赖性是由电子自旋极化通过激子和激子的影响来理解的.
2015-07-10 cond-mat.mes-hall
Possible way to achieve anomalous valley Hall effect by tunable intrinsic piezoelectric polarization in FeO$_2$SiGeN$_2$ monolayer
本文通过第一性原理研究FeO$_2$SiGeN$_2$单层,发现其兼具约120 meV谷极化与面内压电极化,并揭示电子关联和应变可调控铁谷到量子反常霍尔相的相变,为压电反常谷霍尔效应提供新途径。
2024-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The fundamental differences between Quantum Spin Hall edge-states at zig-zag and armchair terminations of honeycomb and ruby nets
结合分析和数值方法,我们调查的拓扑保护的自旋过滤边缘状态的量子自旋霍尔态的蜂窝和红宝石网锯齿形(ZZ)和扶手椅(AC)边缘的色散。我们发现,螺旋边态的费米速度的ZZ边缘的自旋轨道耦合(SOC)的强度线性增加,而AC边缘的费米速度是独立的SOC。此外,边缘状态到体的衰减长度是显着不同的AC和ZZ边缘,显示对SOC的反函数依赖。
2013-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Spin-valley Polarization and Multiple Hall Effect in Functionalized Bi Monolayers
谷电子材料和拓扑绝缘体是近年来引起人们极大兴趣的两种材料。然而,valleytronic和拓扑性质之间的相互作用,在一个单一的系统,可能使重要的未探索的现象和应用,已在很大程度上被忽视到目前为止。本文采用紧束缚模型和第一性原理计算相结合的方法,发现在用卤素元素修饰的Bi单分子膜Bi2XY(X,Y = H,F,Cl,Br,or I)中同时出现了大带隙量子自旋霍尔效应(QSHE)和谷霍尔效应(VHEs).过渡金属(Cr,Mo,W)掺杂或LaFeO3磁性衬底在Bi2XY单层膜中引入了交错交换场,与Bi原子的强自组织状态一起产生了时间反演的准分子剪切效应和巨大的谷分裂(513 meV).通过门控,在单个系统中可以观察到QSHE和反常电荷、自旋、谷霍尔效应。这些预测的多重和奇异的霍尔效应,与各种程度的自由电子,可以使功能化的Bi单层在电子学,自旋电子学,和valleytronics的应用。
2018-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase Transition to Insulating State from Quantum Hall State by Current-Induced Nuclear Spin Polarization
研究了大电流诱导动态核自旋极化(DNP)时,$ν= 2/3$分数量子霍尔态(Fractional quantum Hall state,FHS)的磁电阻增加的电阻增强态(Resistance Enhancement State,RES).在诱导DNP后,我们通过短时间内的小电流测量磁阻的温度依赖性。我们发现,超导体发生了向绝缘态的相变。通过测量绝缘状态下的霍尔电阻,我们发现RES表现出量子化的霍尔电阻。我们讨论RES与安德森局域化。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Spin Polarization Phenomena and Pseudospin Quantum Hall Ferromagnetism in the HgTe Quantum Well
在垂直场分量Bper为零和准经典范围内,用三种不同的方法从磁电阻中得到了HgTe量子阱\Gamma 8导带中电子气全自旋极化的平行场.在Bper的量子霍尔范围内,自旋极化表现为磁能级的反交叉,这被发现强烈非单调地依赖于Bper。
2011-07-28 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Conductivity and Electric Polarization in Metallic Thin Films
我们从理论上预测,当一个正常的金属薄膜(没有体自旋-轨道耦合,如铜或铝)被夹在两个绝缘体,两个突出的效果出现由于界面自旋-轨道耦合:一个巨大的自旋霍尔电导率由于表面散射和横向电极化的强度由于自旋相关的相移的旋量波函数。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall
Tunable Valley Polarization and Valley Orbital Magnetic Moment Hall Effect in Honeycomb Systems with Broken Inversion Symmetry
在这封信中,一个可调的谷极化蜂窝系统与破缺的反转对称性,如过渡金属二硫属化物MX2(M = Mo,W; X = S,Se)单分子膜,通过椭圆泵浦进行了研究。与圆形泵浦相比,椭圆泵浦是产生相干谷偏振的更为普遍和有效的方法。当MX2单分子膜的两个谷区被掺杂或极化时,由不同谷区的相反Berry曲率驱动的一种新颖的反常谷区轨道磁矩霍尔效应被预测,并且可以在没有电荷电流的伴随下产生轨道磁矩电流,为谷区电子学和轨道电子学的探索开辟了一条新的途径。谷轨道磁矩霍尔效应被认为可以掩盖自旋霍尔效应,并且在椭圆泵浦下是可调谐的。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall
Role of chiral quantum Hall edge states in nuclear spin polarization
基于量子霍尔铁磁体(QHF)中的动态核极化(DNP)的电阻检测NMR(RDNMR)是发现迷人的量子霍尔相的高灵敏度方法;然而,这种DNP的机制,特别是量子霍尔边缘态在其中的作用尚不清楚。在这里,我们证明了重要的,但以前未被认识到的手征边缘模式对核自旋极化的影响。并排比较的RDNMR信号从霍尔酒吧和Corbino磁盘配置,使我们能够区分体和边缘状态的贡献,在QHF的DNP。沿着手性边缘状态的单向电流流动使得极化对高温下的热波动具有鲁棒性,并且使得可以观察到RDNMR响应的互易性原理。这些发现有助于我们更好地理解QHF中复杂的NMR响应,这对RDNMR技术的发展具有重要意义。
2017-04-22 cond-mat.mes-hall
Dynamic Nuclear Polarization in a Quantum Hall Corbino Disk
研究了在量子霍尔效应(QHE)击穿状态下,Corbino盘中核自旋的电极化。由于在Corbino盘中完全不存在边缘沟道,我们得出结论,量子霍尔导体的体沟道中流动的电流与动态核极化(DNP)有关。泵浦和探针测量表明,DNP出现在QHE击穿的临界电压附近。DNP的起始电压与QHE击穿的起始电压的一致性表明DNP的潜在起源与QHE击穿的起源密切相关。
2007-12-20 cond-mat.mes-hall
Dynamic nuclear polarization induced by breakdown of fractional quantum Hall effect
本文研究了分数量子霍尔效应(FQH)击穿引起的动态核极化(DNP)。我们发现,电压-电流特性依赖于电流扫描速率在量子霍尔态的朗道能级填充因子$ν$ = 1,2/3,和1/3。扫描速率的依赖性归因于DNP发生在击穿制度的DNH状态。抽运和探测实验结果表明,在FQH态击穿区域中诱导的DNP的极性与在奇数量子霍尔态击穿区域中诱导的DNP的极性相反。
2009-04-17 cond-mat.mes-hall
Spatial gradient of dynamic nuclear spin polarization induced by breakdown of quantum Hall effect
研究了霍尔栅器件中量子霍尔效应击穿区动态核极化的空间分布。我们检测核磁共振(NMR)信号的极化核自旋通过测量霍尔电压$V_{xy}$使用三对电压探针连接到霍尔条的导电通道。我们发现,NMR信号的幅度取决于霍尔电压探针的位置,并且最大的NMR信号从离电子注入电极最远的探针对获得。结合抽运-探测实验结果,我们得出QHE击穿引起的DNP沿电子漂移方向发展的结论。
2010-12-20 cond-mat.mes-hall
Dynamic Nuclear Polarization in the Fractional Quantum Hall Regime
本文研究了整数和分数量子霍尔机制下量子点接触中的动态核极化。在施加直流偏压后,QPC中的分数平台对称地移动到最低朗道能级的一半,ν=1/2,这表明了复合费米子的解释。在不同填充因子下的极化和探测表明,诱导核极化降低了塞曼能量。从整数到分数的映射效应扩展了复合费米子图像,包括超精细耦合。
2010-04-26 cond-mat.mes-hall
Impurity Effects and Spin Polarizations in a Narrow Quantum Hall System
窄量子霍尔系统的电子自旋极化的温度依赖性表现出类似于在主要填充因子的二维系统的行为。在最低的半满量子霍尔态,没有二维模拟存在,我们发现一个稳定的自旋部分极化系统。周期性的高斯排斥杂质(反点)在这样的系统中导致新的自旋跃迁在$ν=\frac13$和$ν=\frac12$和对关联函数提供线索的性质不同的基态的系统。这些结果可以在光学光谱学和光泵NMR奈特位移测量中进行探索。
1997-11-17 cond-mat.mes-hall
Quantum Pumping and Nuclear Polarization in the Integer Quantum Hall Regime
我们研究了填充因子为$ν= 2$(最低朗道能级的2个自旋分裂能级)的量子霍尔机制中的二维电子气中的电荷泵。对于匹配塞曼能量分裂的泵浦频率,量子泵浦与电子和核之间的超精细相互作用一起诱导自旋分裂能级之间的跃迁。这些导致泵浦电流的阶梯状变化和原子核的极化。我们对两者进行了定量预测。我们的模型提供了第一个定量的工具来控制和测量的2DEG中的局部核极化的量。
2004-11-08 cond-mat.mes-hall
Electron spin polarization by isospin ordering in correlated two-layer quantum Hall systems
本文报道了在朗道能级填充因子为1的两层二维关联电子系统中电子自旋极化的增强。利用连续探测的核磁共振,我们证明了当层间库仑关联建立自发的同位旋铁磁有序时,两个紧密间隔的二维电子系统的电子自旋极化变得最大.在电子密度不平衡的情况下,这种相关驱动的极化主导了竞争单层分数量子霍尔态的自旋极化。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intra-Landau level polarization effect for a striped Hall gas
计算了只考虑朗道能级关联效应的条纹霍尔气体的极化函数。利用极化函数,在随机相位近似(RPA)和广义随机相位近似(GRPA)下计算了介电函数,等离子体的色散和相关能。由于条纹霍尔气体的各向异性和量子霍尔系统的二维性,等离子体激元变得各向异性和无隙。等离子体激元近似地符合以前由单模近似导出的声子。(G)RPA关联能与其它数值计算结果进行了比较。
2004-08-02 cond-mat.mes-hall hep-th
Polarization selection rules for inter-Landau level transitions in epitaxial graphene revealed by infrared optical Hall effect
我们报告的偏振选择规则间朗道能级跃迁使用反射型光学霍尔效应测量从600至4000 cm-1的碳化硅热分解生长的外延石墨烯。我们观察到对称和反对称签名在我们的数据中,由于偏振保持和偏振混合朗道能级跃迁,分别。从依赖于场的测量,我们确定,在去耦的石墨烯单层的过渡是由极化混合选择规则,而在耦合的石墨烯单层的过渡是由极化保持选择规则。这些选择规则可以用朗道能级间跃迁与自由载流子磁光等离子体振荡的不同耦合机制来解释。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
Comments on "Anomalous-Filling-Factor-Dependent Nuclear Spin Polarization in a 2D Electron System: Quantum Hall Effect" by J.H.Smet, K. von Klitzing et al, Phys. Rev. Lett. 92, 086802(2004)
我们发现,核自旋极化没有得到正确的处理。所提供的参考文献是错误的论文。分配给发现的学分也不正确。错误的理论被引用了。对正确理论的参考被忽略了。因为有很多优秀的人,所以他们不想参考我的论文,即使他们没有解决量子霍尔效应的问题,而我们解决了。
2004-03-08 cond-mat.mes-hall
Hall detection of a ppm spin polarization
霍尔效应已被用作磁场和磁化的灵敏探测器。在自旋电子学中,奇异的现象往往来自于非平衡的自旋极化或磁化,这是非常难以直接测量的。这一挑战是由于微小的总磁矩,这是超导量子干涉设备和振动样品磁强计或光谱方法(如X射线磁性圆二色性)无法达到的。克尔效应仅在直接带隙半导体中足够敏感,其中克尔角可以共振增强。在这里,我们证明,即使是百万分之一的多余自旋可以检测到的霍尔效应在室温下。新的霍尔效应不受自旋霍尔电导率的控制,而是受其能量导数的控制,从而与自旋能斯特效应相关。
2015-03-03 cond-mat.mes-hall
Room temperature interlayer exciton valley polarization and valley Hall effect
对于单层过渡金属硫属化物(TMD),Berry曲率可以将不同谷区的电子和激子驱动到相反的方向,作为谷区相关的有效磁场。除了单层TMD之外,范德华异质结构为新兴的谷物理和具有优异物理特性的器件提供了有吸引力的平台。TMD异质结构中的层间激子与单层层内激子相比具有较长的谷寿命。本文报道了室温下MoS_2/WSe_2的层间激子谷极化和谷霍尔效应。利用偏振相关的光致发光谱,观察到了不同谷指数的激子的分离。激子分离垂直于它们的输运方向。谷霍尔效应的间接激子是持续的,即使在室温下,与低温在以前的实验中的单层TMD。间接激子谷极化和谷霍尔效应的室温演示为基于TMD异质结构的光谷电子器件的发展开辟了新的前景。
2019-04-22 cond-mat.mes-hall
Spin polarization induced by an electric field in the presence of weak localization effects
我们评估的自旋极化(Edelstein或逆自旋伽伐尼效应)和自旋霍尔电流所引起的外加电场包括弱局域化修正的二维电子气。我们发现,弱局域化效应产生对数修正的自旋极化电导率相关的自旋极化和电场和自旋霍尔角相关的自旋和电荷电流。自旋极化电导率和自旋霍尔角的重正化结合起来,产生一个零校正的总自旋霍尔电导率所需的一个确切的身份。最后对实验观测提出了建议。
2015-07-10 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization and the spin Hall effect: a quasiclassical approach
准经典格林函数形式用于描述自旋轨道耦合下的电荷和自旋动力学。我们回顾了限制几何条件下自旋霍尔效应的研究结果。边界的作用进行了讨论的自旋扩散方程的框架。
2007-01-25 cond-mat.mes-hall
Optical Probing of the Spin Polarization of the nu=5/2 Quantum Hall State
我们利用偏振分辨光致发光光谱测量了垂直磁场中二维电子气的自旋极化。在填充因子nu=5/2附近,我们观察到零朗道能级发射线能量的急剧不连续。我们发现,两个圆偏振之间的分裂表现出一个急剧下降,在nu=5/2,等于裸塞曼能量,这类似于均匀填充因子的行为。我们表明,这种行为是一致的填充因子nu=5/2被非极化。
2010-05-18 cond-mat.mes-hall
Determination of Out-of-plane Spin Polarization of Topological Surface States by Spin Hall Effect Tunneling Spectroscopy
当人们想要在自旋电子器件中应用拓扑绝缘体时,确定拓扑表面态的详细自旋织构是重要的。原则上,表面态的面内自旋分量可以通过类似于所谓的Meservey-Tedrow技术的方法测量。在目前的工作中,我们建议的面外自旋分量可以确定的自旋霍尔效应隧道光谱。我们推导出一个解析公式,允许提取的面外自旋分量的自旋霍尔效应隧穿谱。我们使用Bi $_2$ Se $_3$和Sb $_2$ Te $_3$的实际紧束缚模型来测试我们的公式。我们证明,提取的面外自旋极化是在非常好的协议与实际的面外自旋极化。
2020-04-15 cond-mat.mes-hall
Polarization Of Quantum Hall States, Skyrmions and Berry Phase
本文在基于Berry相位的IQHE和EQHE的层次分析框架下讨论了量子霍尔态的极化。据观察,我们有填充因子$ν=1$以及$ν=\frac{1}{2m+1}$,$m$是一个整数的完全极化状态。然而,对于$ν=p$和$ν=\frac{p}{q}$,对于$p>1$和奇数,$q$奇数,我们具有部分极化状态,对于$ν=\frac{p}{q}$,$p$偶数,$q$奇数,我们具有非极化状态。结果表明,Skyrmion激发只存在于全极化态,而部分极化态和非极化态不存在Skyrmion激发。
2003-01-21 cond-mat.mes-hall
The current polarization rectification of the integer quantized Hall effect
我们报告我们的理论研究,考虑量子化霍尔平台(QHPs)的宽度取决于密度不对称诱导的大电流内的非线性响应制度。我们使用Thomas Fermi Poisson非线性屏蔽理论在Hartree型平均场近似下求解薛定谔方程。我们观察到,二维电子系统分裂成可压缩和不可压缩区域的某些磁场的间隔,霍尔电阻被量子化和纵向电阻为零,如果施加一个外部电流。我们发现,施加的强电流,诱导的IS宽度的不对称性线性依赖于电流强度。
2009-09-22 cond-mat.mes-hall
Spatial imaging of the spin Hall effect and current-induced polarization in two-dimensional electron gases
半导体中的自旋-轨道耦合将电子的自旋与其动量联系起来,并为自旋电子学和基于自旋的量子信息处理中的应用提供了电初始化和操纵电子自旋的途径。这种耦合可以通过能带结构工程用半导体异质结构中的量子限制来调节。本文利用克尔旋转显微镜研究了(110)AlGaAs量子阱中二维电子气的自旋霍尔效应和电流诱导自旋极化。与以前的测量结果相比,自旋霍尔分布呈现出复杂的结构,并且电流诱导的自旋极化是面外的。实验映射的强烈依赖性的电流诱导的自旋极化的晶体轴沿其中施加的电场,反映了自旋轨道相互作用的各向异性。这些结果揭示了在非磁性材料中使用量子限制和器件工程来调谐自旋源的机会。
2005-06-27 cond-mat.mes-hall
Dynamic nuclear polarization and Knight shift measurements in a breakdown regime of integer quantum Hall effect
核自旋在奇整数量子霍尔效应(QHE)的击穿机制中被电极化。电子激发到具有相反自旋极性的上朗道子带,通过超精细相互作用翻转核自旋。极化核自旋降低了自旋分裂能,加速了QHE击穿。在射频磁场的照射过程中,也可以通过调整电子密度来测量核自旋的奈特位移。
2007-11-21 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall edge spin polarization in a ballistic 2D electron system
讨论了弹道二维电子系统中自旋霍尔效应的普适性质。穿过导体边缘的净自旋极化是二阶的~λ^2,自旋-轨道耦合常数与边界势的形式无关,正常模式和消逝模式的贡献都是~ \sqrt λ,但符号相反。硬壁边界的解析解证实了这一普遍结果,该解析解也给出了局域自旋极化的详细分布。后者表现出快速(弗里德尔)振荡与自旋轨道耦合进入通过缓慢殴打期间只。在局域自旋密度的光谱分布中,消逝模和正常模的长波长贡献正好相互抵消。
2007-09-07 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian topology of quantum spin-Hall systems to detect edge-state polarization
Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡大学);Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat(维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ctd.qmat);Leibniz Institute for Solid State and Materials Research, IFW Dresden(德累斯顿莱布尼兹固体与材料研究所);Department of Physics, TU Dresden(德累斯顿工业大学物理系)
研究通过非厄米皮肤效应探测量子自旋霍尔系统中边缘态的自旋极化。
2026-02-12 cond-mat.mes-hall
Dynamic Nuclear Polarization and Nuclear Magnetic Resonance in the Simplest Pseudospin Quantum Hall Ferromagnet
本文研究了倾斜磁场作用下具有大g因子的InSb二维电子气中最简单的赝自旋量子霍尔铁磁体的动态核极化。在大电流下,DNP引起的QHF的电阻尖峰的幅度变化使得能够观察到具有九个四极分裂的高核自旋同位素115 In的连续检测的核磁共振。我们的结果证明了域结构在DNP过程中的重要性。在这个QHF的核自旋弛豫时间T1是相对较短的(~ 120 s),几乎与温度无关。
2010-12-24 cond-mat.mes-hall
Spin polarizations and spin Hall currents in a two-dimensional electron gas with magnetic impurities
考虑存在Rashba自旋轨道耦合的二维电子气,研究了磁性s波杂质和长程非磁性无序对系统自旋电荷动力学的影响.我们专注于电压引起的自旋极化及其与自旋霍尔电流的关系。我们的结果是用准经典格林函数方法得到的,并且在无序参数$αp_Fτ$的整个范围内都成立。
2008-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spin-Hall current and spin polarization in an electrically biased SNS Josephson junction
本文计算了超导体-正常2DEG-超导体(SNS)约瑟夫森结中直流电偏压引起的自旋霍尔电流和自旋极化的时间周期性。我们假设正常系统中电子的能带能量由于Rashba自旋轨道耦合而分裂。输运参数已计算内的扩散近似和使用微扰展开在一个小SN接触透明。我们发现,与稳态约瑟夫森效应相反,自旋霍尔电流不会变为零。除了由Cooper对跃迁到三重态引起的直接邻近效应之外,自旋电流和极化还由与电荷不平衡相关联的周期性电场驱动。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-local polarization feedback in a fractional quantum Hall ferromagnet
在量子霍尔铁磁体中,二维电子系统的自旋极化可以通过超精细相互作用动态地转移到其附近的核自旋。由此产生的核场通常在局部起作用,修改局部电子塞曼能量。在这里,我们报告了一个非局域效应所产生的相互作用之间的核极化和电子域的空间结构在$ν=2/3$分数量子霍尔态。在我们的实验中,我们使用量子点接触,以本地控制和探测不同的自旋组态出现在自旋相变的域结构。原子核和电子自由度之间的反馈引起忆阻行为,其中通过量子点接触的电子传输取决于电流流动的历史。我们提出了一个模型,这种效应提出了一种新的路线来研究分数量子霍尔系统的边缘状态,并可能占到目前为止无法解释的振荡电子传输功能在以前的研究中观察到的。
2016-04-28 cond-mat.mes-hall
Optically induced nuclear spin polarization in a single GaAs/AlGaAs quantum well probed by a resistance detection method in the fractional quantum Hall regime
在量子霍尔系统中研究了GaAs/AlGaAs单量子阱中光泵核自旋极化。我们应用电阻检测通过接触超精细相互作用,它提供了高灵敏度和选择性,探测少量的极化核自旋在一个单一的井。清晰地观察到了光学核自旋极化的性质。我们从理论上讨论了掺杂电子的核自旋动力学,并对实验数据进行了分析。光学核极化谱表现出电子自旋分辨的最低朗道能级带间跃迁。我们发现,声子发射过程,这通常有助于光抽运过程,影响光学核自旋极化。我们还讨论了电子-电子相互作用在光学核自旋极化中的重要作用。
2013-06-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
NMR probing of the spin polarization of the nu=5/2 quantum Hall state
用电阻探测核磁共振测量As原子核的奈特位移和确定第二朗道能级分数量子霍尔态的电子自旋极化。我们表明,5/2状态是完全极化的实验误差范围内,从而证实了摩尔-里德理论的一个基本假设。我们测量电子加热下的射频激发,并表明,我们能够检测到NMR在电子温度下降到30 mK。
2012-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge Spin Current and Spin Polarization in Quantum Hall Regime
研究了垂直磁场作用下具有自旋轨道耦合的二维电子气中的边缘自旋电流和自旋极化。边缘效应消除了由于体中存在的Rashba耦合和塞曼分裂之间的竞争而导致的朗道能级的简并。当两个能级在体中简并时,发现了大的自旋边电流和对电场的非线性响应。发现在有限磁场中,自旋电流与自旋极化率沿y方向成正比,这为系统中自旋电流的提取提供了一种方法。
2005-05-06 cond-mat.mes-hall
Dynamics of Dissipative Quantum Hall Edges
我们研究的边缘电子密度分布和边缘磁等离子体激元在量子霍尔制度的耗散的影响,在半经典计算。边缘上的平衡电子密度,使用一个量子-费米方法获得,具有不可压缩的条纹,由负责量子霍尔效应的能隙产生。我们发现,这些条纹有一个不可观测的边缘磁等离子体效应小。但耗散,包括在局部电导率的现象,证明产生显着的振荡的强度和速度的边缘磁等离子体在量子霍尔制度。
2003-03-05 cond-mat.mes-hall
Spin polarization of Quantum Hall states for filling factors 1 < v < 2 measured with microcavity polaritons
Laboratory for Solid State Physics, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院固体物理实验室);Institute of Quantum Electronics, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院量子电子学研究所);IBM Research Europe-Zurich(IBM欧洲苏黎世研究中心)
通过微腔极化子测量GaAs二维电子气在量子霍尔区间的自旋极化,观察到v=1的完全自旋极化及Skyrmion引起的快速退极化,并发现v=4/3、8/5态的退极化和v=5/3态的再极化与无相互作用、无无序的复合费米子模型高度一致。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall