Hall-effect in the MnBi_2Te_4 crystal using silicon nitride nanomembrane via contacts
针对MnBi_2Te_4在空气中易降解导致器件制备困难的问题，提出利用氮化硅纳米膜通孔接触的低温干法转移技术，成功制备电子器件并验证了其在探索敏感二维材料及复杂电路中的有效性。
2023-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Quantum spin Hall phase in GeSn heterostructures on silicon
提出一种与现代微电子制造兼容的实用硅基架构，通过将Ge1-xSnx合金工程化制备成具有破缺能隙对齐的结，使其经历量子相变并在Si上直接实现栅极控制的手性边缘态，为设计承载量子自旋霍尔绝缘体的集成电路提供前景。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Overlapping-gate architecture for silicon Hall bar MOSFET devices in the low electron density regime
我们报告的霍尔栅MOSFET器件的制造和研究中，一个双栅结构允许低密度的2D电子系统的四端测量，同时保持在欧姆接触的高密度。与使用标准单栅极的器件的比较表明，尽管峰值迁移率降低，但可以在低得多的密度和高得多的沟道电阻下进行测量。我们还观察到的电压阈值偏移，我们归因于负氧化物电荷，电子束光刻过程中注入。
2010-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimizing the spin-pumping induced inverse spin Hall voltage by crystal growth in Fe/Pt bilayers
研究了晶体生长对Fe/Pt双层膜中自旋抽运诱导的逆自旋霍尔效应的影响。Fe/Pt界面的形貌影响有效自旋混合电导。生长温度的升高导致界面处晶粒更光滑、更大，从而增强了有效自旋混合电导。通过优化Pt在Fe上的外延，使通过逆自旋霍尔效应测量的到Pt中的自旋电流注入效率最大化。在依赖于磁场的测量中，强磁各向异性的存在引起两个不同的反自旋霍尔效应电压峰。
2013-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Independence of the inverse spin Hall effect with the magnetic phase in thin NiCu films
在3D铁磁体中已经观察到大的自旋霍尔角，但它们的起源，特别是它们与铁磁有序的联系，仍然不清楚。利用自旋抽运实验研究了Ni 60 Cu 40和Ni 50 Cu 50在居里温度范围内的逆自旋霍尔效应。我们的证据表明，在这些样品中的逆自旋霍尔效应是铂，它是不敏感的磁序。这些结果指向一个海森堡局域模型的转变，并建议大自旋霍尔效应在三维铁磁体可以独立的磁相位。
2020-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Inverse Spin Hall Effect by Spin Injection
受最近的实验[Nature { \bf 442}，176（2006）]的启发，我们提出了一种定量的微观理论来研究自旋注入到铝中的逆自旋-霍尔效应，同时考虑使用正交化平面波方法的内在和外在自旋-轨道耦合。我们的理论结果与实验数据符合得很好。很明显，霍尔电阻率的大小主要是由于非本征斜散射的贡献，而其空间变化是由内在的自旋轨道耦合。
2007-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Berry Curvature Driven Transport in Silicon-Compatible Altermagnetic $α$-MnTe Thin Films
Indian Institute of Science（印度科学学院）；IIT Madras（印度理工学院马德拉斯分校）
通过分子束外延在Si(111)上直接外延生长α-MnTe薄膜，展示了硅兼容交替磁体中的反常霍尔效应，源于薄膜几何中对称性破缺产生的贝里曲率。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Hall Effect Mobility of Epitaxial Graphene Grown on Silicon Carbide
在真空中通过硅升华从4 H-SiC和6 H-SiC的（000 - 1）和（000-1）面生长外延石墨烯膜。在300 K和77 K下测量了薄膜的霍尔效应迁移率和面载流子密度，数据依赖于生长面。约40%的样品表现出孔作为主要载体，独立的面。一般来说，迁移率随着载流子密度的降低而增加，与载流子类型和衬底多型体无关。讨论了散射机制对薄膜电导率的影响。结果表明，对于在300 K下的近本征载流子密度，外延石墨烯迁移率在（000-1）面上为约150，000 cm 2 V-1 s-1，在（0001）面上为约5，800 cm 2 V-1 s-1。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin pumping and inverse spin Hall effect in iridium oxide
大的电荷-自旋转换（自旋霍尔角）和自旋霍尔电导率是开发下一代功率高效自旋电子器件的先决条件。在这种情况下，重金属（如Pt、W等），拓扑绝缘体、反铁磁体通常被考虑，因为它们表现出高自旋轨道耦合（SOC）。除了上述材料之外，5d过渡金属氧化物例如氧化铱（IrO 2）是表现出高SOC强度的潜在候选物。本文报道了利用铁磁共振（FMR）研究IrO 2 /CoFeB系统的自旋抽运和逆自旋霍尔效应（ISHE）.通过研究ISHE信号的面内角度依赖性，我们确定了磁性层中自旋泵浦和其他自旋整流效应的单独贡献。我们的分析表明，自旋泵效应的ISHE信号的显着贡献。结果表明，多晶IrO 2薄膜具有与Pt相当的高自旋霍尔电导率和自旋霍尔角。
2020-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent (inverse) spin Hall effect in Co$_{60}$Fe$_{20}$B$_{20}$
在铁磁金属中，通过自旋霍尔效应及其逆效应的自旋和电荷电流的相互转换可以取决于铁磁体磁化和自旋电流极化方向之间的角度。这里，在铁磁合金Co $_{60}$ Fe $_{20}$ B $_{20}$中发现了这种自旋相关（逆）自旋霍尔效应。在非定域磁振子输运实验中，Co $_{60}$ Fe $_{20}$ B $_{20}$被用来激发和探测亚铁磁绝缘体Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$中流动的磁振子自旋电流。我们发现，信号幅度显着调制通过调谐的Co $_{60}$ Fe $_{20}$ B $_{20}$磁化方向。我们设计了一个样品结构，完全防止铁磁体之间的直接磁振子耦合。因此，我们可以明确地确定所观察到的效果的内在电子起源。
2019-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of Inverse Spin Hall Effect in Palladium by Absorption of Hydrogen Gas
研究了氢气存在下钴/钯双层膜中钯薄膜的自旋电子学性质。利用腔铁磁共振测量逆自旋霍尔效应（ISHE），可以估计氮气和氢气气氛中的自旋霍尔电导率和自旋扩散长度。不需要的自旋整流效应被删除使用一个简单的方法，反转自旋电流的方向相对于测量设置。氢气在Pd层中以仅3%浓度的吸收导致ISHE电压幅度和双层电阻降低。将ISHE电压与Pd层厚度拟合表明，在氢气的存在下，自旋扩散长度减小了23%。另一方面，结果表明，由于氢的吸收，Pd的自旋霍尔电导率没有显著变化。
2019-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-modified inverse Spin Hall Effect in palladium-cobalt bi-layer films
测量了含Pd层和Co层的双层膜中Pd层对氢气的吸收对材料中逆自旋霍尔效应（iSHE）的影响。iSHE由钴层中的铁磁共振驱动。在这些条件下，iSHE被视为跨Pd层的直流电压。在氢气的存在下，iSHE峰与材料的铁磁共振吸收峰一起在所施加的场中向下移动。同时，观察到iSHE峰高及其宽度的增加。我们的分析表明，这些观察结果可能被解释为在氢气的存在下，钯层的自旋霍尔角的减少。
2017-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Inverse Spin Hall Effect in nanometer-thick YIG/Pt system
采用脉冲激光沉积法在GGG衬底上生长了高质量的纳米（20 nm、7 nm和4 nm）YIG外延薄膜。20 nm厚膜的吉尔伯特阻尼系数为2.3 × 10-4，这是亚微米厚膜所报道的最低值。我们证明了逆自旋霍尔效应（ISHE）检测传播自旋波使用Pt。随着YIG厚度的减小，ISHE电压的幅值和线形与Gilbert阻尼的增加有很好的相关性。已经进行了基于自旋霍尔效应的损耗补偿实验，但没有检测到磁化动力学的变化。
2013-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Influence of excitonic effects on luminescence quantum yield in silicon
通过比较体少子载流子寿命随掺杂和激发能级变化的实验曲线和理论曲线，确定了硅中的无辐射激子寿命。该值用于分析激子效应对室温下内部发光量子产率的影响，同时考虑非辐射和辐射激子寿命。一个范围的Shockley-Hall-Reed寿命被发现，激子效应导致内部发光量子产率的增加。
2016-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Oscillatory Hall effect from magnetoelectronic coupling in flexoelectronic silicon
本文在MgO/p-Si自支撑样品中发现由柔性电子极化与动态多铁性产生的时间磁矩在外磁场下引起载流子浓度调制，从而观测到周期为1.12 T的振荡霍尔效应，为霍尔效应家族增添新成员。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-density and scalable graphene Hall sensor arrays through monolithic CMOS integration
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Northwestern University（西北大学）
本文提出通过垂直连接石墨烯霍尔传感器与硅CMOS偏置和乘法电路实现高密度石墨烯霍尔传感器阵列，验证了单片集成的可行性，推动了磁传感技术的发展。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Overlapping-gate architecture for silicon Hall bar MOSFET devices in the low electron density and high magnetic field regime
在低电子密度区域中的增强型金属氧化物半导体（MOS）场效应晶体管（FET）的低温测量中的常见问题是高接触电阻主导器件阻抗。在这种情况下，施加在霍尔条MOSFET的源极和漏极触点两端的电压偏置将主要落在触点两端（而不是沟道两端），因此磁输运测量变得具有挑战性。然而，从物理的角度来看，在低电子密度状态下对MOSFET纳米结构的研究是非常有趣的（杂质限制迁移率[1]，载流子相互作用[2，3]和自旋相关传输[4]），因此重要的是要提出解决这种器件中高接触电阻问题的解决方案[5，6]（参见图1）。图1（a））。
2011-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Separating Inverse spin Hall voltage and spin rectification voltage by inverting spin injection direction
提出了一种从自旋整流效应（SRE）信号中分离出逆自旋霍尔效应（ISHE）的方法。该方法基于两种效应依赖于自旋注入方向的考虑：ISHE是自旋注入方向的奇函数，而SRE与自旋注入方向无关，因此，自旋注入方向的反转改变了ISHE电压信号，而SRE电压保持不变。它通常适用于分析不同的电压贡献，而不需要将它们拟合到特殊的线形。该方法快速、简便，适用频率范围广，样品制备灵活。
2015-12-07 cond-mat.mtrl-sci
The Hall-Petch effect as a manifestation of the general size effect
霍尔-佩奇强度依赖于晶粒尺寸的平方根倒数的实验证据进行了严格审查。经典的数据和最近的结果被认为是。虽然数据可以很好地拟合平方根的倒数依赖关系（但每个数据集使用两个自由拟合参数），但它也与晶粒尺寸的简单倒数依赖关系一致（每个数据集使用一个自由拟合参数）。半个世纪以来，人们都认识到，在解释平方根倒数表达式时存在困难。贝叶斯分析表明，数据强烈支持提出的简单的逆表达式。由于这一表述源自基本理论，因此也更容易解释。它的结论是，霍尔-佩奇效应是不能解释的各种理论在文献中发现，但是一种表现形式，或根据，在整个微观力学观察到的一般尺寸效应，由于所需的应力和空间之间的反比关系可供位错源操作。
2015-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Inverse spin Hall effect in Nd doped SrTiO3
在掺杂Nd（Nd：STO）的SrTiO 3中观察到自旋电流向电荷电流的转换，其即使在低浓度掺杂下也表现出金属行为。Py/Nd：STO样品的直流电压变化明显，表明探测到的信号包含了Nd杂质强自旋轨道相互作用引起的自旋相关散射引起的逆自旋霍尔效应（ISHE）的贡献。在不同的微波频率和功率下测量了Nd：STO的ISHE直流电压，结果表明，通过自旋泵浦，自旋电流被成功地注入到掺杂STO层中。ISHE电阻率与杂质诱导电阻率之间的线性关系表明，斜散射是主要的贡献，在这种情况下，自旋霍尔角估计为0.17%。这一工作表明氧化物中的非本征自旋散射除了可以用于重元素掺杂的金属外，还可以用于自旋光学。
2017-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Large Anomalous Hall effect in a silicon-based magnetic semiconductor
磁性半导体由于其在自旋电子学中的潜在用途而引起了人们的高度兴趣，自旋电子学是一种将电子学和传导电子自旋操纵相结合的新技术。（GaMn）As和（GaMn）N最近已经成为用于这种新技术的最流行的材料。当居里温度向室温升高时，这些材料只能以薄膜形式制造，有严重缺陷，并且与Si不明显相容。我们在这里表明，它是生产性的考虑过渡金属单硅化物作为潜在的替代品。特别是，我们报告的发现，来自掺杂的窄间隙绝缘体FeSi与Co共享非常高的异常霍尔电导的（GaMn）As的大块金属磁体，同时显示居里温度高达53 K。我们的工作为自旋电子学开辟了一个新的舞台，涉及仅基于过渡金属和Si的大块材料，并且我们已经证明其在容易测量的电学性质上显示出各种大磁场效应。
2004-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanism of Spin Scattering in Ta investigated by Scanning Inverse Spin Hall Effect Meters
本文建立了一套基于短接同轴谐振腔的自旋反向霍尔效应扫描测量系统，为自旋输运性质的研究提供了一种高通量的测量方法。通过对不同厚度Ta的Py/Ta双层膜带的自动测量，确定了室温下Ta的自旋扩散长度。结果表明，Ta的自旋扩散长度约为4 nm，电导率约为7.5E5 Ω-1m-1，说明Ta自旋弛豫的内在机制是Elliott-Yafet相互作用.本研究所开发的装置提供了一种方便、有效、无损的方法来获得自旋电子材料的自旋和电子输运特性，这将通过开发新材料并弄清楚它们的机理来丰富这一群体。
2022-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous observation of anti-damping and inverse spin Hall effect in La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$/Pt bilayer system
锰氧化物在自旋电子学中显示出潜力，因为它们表现出高自旋极化。本文用铁磁共振方法研究了氧化物分子束外延制备的La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$ /Pt双层膜的阻尼特性。发现La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$（LSMO）单层的阻尼系数（$α$）为0.0104。然而，LSMO/Pt双层膜的$α$随着Pt厚度的增加而降低。$α$值的这种降低可能是由于高抗阻尼类扭矩。此外，我们还研究了角度相关的逆自旋霍尔效应（ISHE），以量化来自其他自旋整流效应（如反常霍尔效应和各向异性磁电阻）的自旋泵浦电压。我们观察到了高的自旋泵浦电压（$\sim$ ~20 $ μV$）。结果表明，反阻尼和自旋抽运现象是同时发生的。
2020-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Large anomalous Nernst and inverse spin-Hall effects in epitaxial thin films of Kagome semimetal Mn$_3$Ge
拓扑材料的晶体学定义良好的薄膜的合成对于揭示其介观量子特性和器件应用是重要的。Mn $_3$ Ge是一种反铁磁Weyl半金属，在Kagome晶格上具有手性磁性结构，预计在费米能附近的Weyl节点周围具有增强的Berry曲率，导致大的反常霍尔/能斯特效应和大的自旋霍尔效应。利用磁控溅射法，我们生长了六方晶系的D_0 $_{19}$ Mn $_3$ Ge的外延薄膜，薄膜平整连续。在热电和自旋抽运器件中观察到大的反常能斯特和逆自旋霍尔效应。在我们的Mn $_3$ Ge膜中的异常能斯特信号估计为0.1 $μ$ V / K，并且与铁磁Fe中的异常能斯特信号相当，尽管Mn $_3$ Ge在室温下具有~3.5 m $μ_B$的弱磁化强度。Py / Mn $_3$ Ge界面处的自旋混合电导为90.5 nm $^{-2}$，Mn $_3$ Ge中的自旋霍尔角估计约为Pt中的8倍。
2020-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Surprisingly large inverse spin Hall effect and systematic variation of spin-orbit coupling with d-orbital filling in 3d transition metals
一般认为，自旋轨道耦合（SOC）遵循Z4（原子序数）依赖性，并且仅在重元素中变得重要。因此，考虑到3d过渡金属的小Z，它们的SOC应该可以忽略不计。使用动态自旋泵的Y3 Fe 5 O 12为基础的结构，我们发现了一个系统的演化自旋霍尔角与d-轨道填充在一系列的3d金属，让人想起在5d金属中观察到的行为。特别地，Cr和Ni显示出非常大的自旋霍尔角（Pt的自旋霍尔角的一半），表明d轨道填充而不是Z在3d金属中的自旋霍尔效应（SHE）中起主导作用。这一结果丰富了我们对SHE的理解，拓宽了可用于探索SOC所能实现的丰富现象的材料范围，并为测试过渡金属中自旋轨道耦合的理论模型提供了指导。
2014-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Spin mediated enhanced negative magnetoresistance in Ni80Fe20 and p-silicon bilayer
在这项工作中，我们提出了一个实验研究自旋介导的增强负磁电阻在Ni_（80）Fe_（20）（50 nm）/p-Si（350 nm）双层。电阻测量显示，对于3 T的面外施加的磁场，双层样品的电阻降低约2.5%，而氧化物样品上的Ni 80 Fe 20（50 nm）的电阻降低1.3%。在Ni_（80）Fe_（20）薄膜中，负磁电阻效应归因于各向异性磁电阻效应。我们认为自旋霍尔效应引起的自旋极化是双层膜中观察到的负磁电阻增强的根本原因。硅具有弱的自旋轨道耦合，因此自旋霍尔磁阻测量是不可行的。我们用V2ω和V3ω作为磁场和磁场在垂直于电流方向上的角旋转的函数来解释自旋霍尔效应。磁场的角旋转对V2ω和V3ω都表现出正弦行为，这归因于自旋-霍尔效应介导的自旋极化引起的自旋-声子相互作用。我们认为自旋极化导致空穴-声子散射的减少，从而导致负磁电阻的增强。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of crystalline-amorphous composites: generalisation of Hall-Petch and inverse Hall-Petch behaviours
本文将Hall-Petch关系推广到晶粒直径与晶界厚度的二维空间，揭示不同晶体结构下最大强度的临界尺度差异，并给出超越多晶体强度极限的途径。
2024-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Giant room temperature interface spin Hall and inverse spin Hall effects
自旋霍尔角（SHA）是通过自旋-轨道耦合和自旋霍尔效应（SHE）中的无序从电荷电流产生横向自旋电流的效率的量度。在使用第一原理散射方法研究Pt $|$ Py（Py=Ni $_{80}$ Fe $_{20}$）双层的SHE中，我们发现SHA随温度单调增加并且与体Pt的电阻率成比例。通过将室温SHE和逆SHE电流分解为体和界面项，我们发现了一个巨大的界面SHA，它主导着总的逆SHE电流，对应用程序具有潜在的重大影响。
2016-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Complex THz and DC inverse spin Hall effect in YIG/Cu$_{1-x}$Ir$_{x}$ bilayers across a wide concentration range
我们测量了在很宽的Ir浓度范围内（$0.05 \leqslant x \leqslant 0.7$）的钇铁石榴石上的Cu $_{1-x}$ Ir $_{x}$薄膜的逆自旋霍尔效应。自旋电流是通过自旋塞贝克效应触发的，或者通过直流温度梯度，或者通过金属层的超快光学加热。自旋霍尔电流分别通过电接触或所发射的THz辐射的测量来检测。与这两种方法，我们揭示了相同的Ir浓度依赖性，遵循一个新的复杂的，非单调的行为相比，以前的研究。对于小的Ir浓度的信号最小值进行观察，而一个明显的最大值出现在附近的等原子组成。我们确定这种行为起源于不同的自旋霍尔机制的相互作用，以及在铜$_{1-x}$铱$_{x}$的综合自旋电流密度的浓度依赖性变化。DC和超快刺激所获得的一致结果表明，所研究的材料即使在超快时间尺度上也可以进行有效的自旋-电荷转换，从而使已建立的自旋电子测量方案能够转移到太赫兹范围内。
2017-09-06 cond-mat.mtrl-sci
The strongest size in the inverse Hall-Petch relationship
将键级长度强度相关机制[Sun CQ，Prog Solid State Chem 35，1 - 159（2007）]和用于熔化的Borns准则[J. Chem. Phys. 7，591（1939）]解释为常规的Hall-Petch关系，得到了纳米颗粒的机械强度的尺寸和温度依赖性的分析表达式，被称为逆霍尔-佩奇关系（IHPR），这一直是一个关于可能机制的争论话题。对Ni、NiP和TiO_2纳米晶的IHPR测量结果的再现表明：（i）纳米晶的尺寸诱导能量致密化和内聚能损失是IHPR的起源，并可在塑性形变检测的接触模式下被激活;（ii）通过表面能密度增益抑制原子位错与应变加工硬化之间的竞争，通过内聚能损失对位错的激活决定了样品的整个IHPR曲线：（iii）软准固相的存在是尺寸诱导软化和纳米结构超塑性的原因;（iv）所涉及的键合性质和操作温度与熔化温度之间的T/Tm比决定了给定样品的测量的最强尺寸。
2008-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Inverse Spin Hall Effect in NiFe / Normal Metal Bilayers
铁磁体中的自旋抽运提供了纯自旋流的来源。通过逆自旋霍尔效应，自旋电流被转换成充电电流和相应的可检测的DC电压。注入的自旋电流与产生的电荷电流的比率由自旋霍尔角给出。然而，实验的数量或多或少等于自旋霍尔角不同值的数量，即使对于研究最多的正常金属铂也是如此。该出版物提供了一个完整的研究反自旋霍尔效应和各向异性磁阻不同的NiFe（Py）/正常金属双层使用共面波导结构。角度和频率相关的测量强烈地表明，自旋泵浦和逆自旋霍尔效应可以用来量化自旋霍尔角，只有当某些条件得到满足。排除作为寄生电压产生效应的各向异性磁阻，Py/Pt和Py/Au中的反自旋霍尔效应的测量分别产生0.09和0.008的自旋霍尔角。此外，在铁磁共振Py/Pt的直流电压作为温度的函数进行了研究，并将结果与理论模型进行了比较。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Spin-to-Charge Conversion in Ultrathin Gold-Silicon Multilayers
在过去的十年中，由于金结合了大的体自旋扩散长度和强的界面自旋轨道耦合的性质，对金中的自旋霍尔效应的研究引起了越来越多的兴趣。然而，文献中报道的金的自旋霍尔角的值之间的差异带来了问题的自旋霍尔效应在Au的微观起源。在这里，我们调查的自旋电荷转换效率的厚度依赖性在单一的Au膜和cross-Au/Si多层膜的非局域传输和自旋扭矩铁磁共振测量。我们发现，自旋电荷转换效率大大提高，在cross-Au/Si多层膜，达到非常大的值0.99 +/- 0.34时，个别Au层的厚度按比例缩小到2 nm。这些发现揭示了强的界面自旋轨道耦合效应的共存，成为占主导地位的金，和体自旋霍尔效应与一个相对较低的体自旋霍尔角为0.012 +/- 0.005。我们的实验结果表明，Rashba-Edelstein效应的自旋-电荷转换中的关键作用，在CuAu。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast light-induced magnetization in non-magnetic films: from orbital and spin Hall phenomena to the inverse Faraday effect
通过含时电子结构模拟，研究了超薄Pt薄膜对超快激光脉冲的磁响应，揭示了由OHE、逆法拉第效应和自旋轨道相互作用共同作用产生显著轨道与自旋磁化的机制，为在非磁性材料中用光编码磁信息提供了前景。
2024-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Inverse Spin Hall effect in ferromagnetic nanomagnet. Dependencies on magnetic field, current and current polarity
铁磁纳米磁体中测得的霍尔角显示出对外部磁场的实质性非线性依赖性，这不能通过所采用的普通和异常（AHE）霍尔效应的机制来解释，这意味着对外部磁场的线性加常数依赖性。我们认为，有一个额外的非线性贡献的逆自旋霍尔效应（ISHE）。ISHE在铁磁体中的重要贡献得到了实验与ISHE唯象理论的完全一致的支持。我们观察到AHE和ISHE对电流的不同依赖性，表明它们不同的热依赖性。我们还观察到霍尔角的电流极性的依赖性，这是由于自旋霍尔效应。
2020-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of intrinsic inverse spin Hall effect
报道了在10 K样品温度下，在未掺杂GaAs多量子阱中观察到的本征逆自旋霍尔效应。利用量子干涉原理，用一对激光脉冲注入瞬态弹道纯自旋电流。通过对纯自旋流动力学的时间分辨，推导出了动量弛豫时间，从而确定了电子与空穴散射时间的下限。同时也解决了纯自旋电流通过逆自旋霍尔效应产生的横向电荷电流。我们发现，电荷电流产生之前的第一个电子-空穴散射事件。在无散射的弹道输运机制中产生的横向电流为内禀逆自旋霍尔效应提供了明确的证据。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the Inverse Spin Hall Effect in Sr(Nb$_x$Ti$_{1-x}$)O$_3$ on the Nb concentration
利用自旋泵浦的方法将铁磁薄膜中的自旋注入到SrTiO $_3$中，测量了Nb掺杂的SrTiO $_3$的自旋整流效应和逆自旋霍尔效应。结果表明，自旋注入增加时，掺杂水平的增加。当Nb占据Ti位的$\sim$ 2%以上时，自旋霍尔角减小，这是由于超过此浓度，贡献自旋霍尔效应的电子来自Nb的$d-$轨道，而不是Ti的轨道.我们的工作指出了轨道占据在（逆）自旋霍尔效应中的重要性。我们可以在氧化物自旋电子学中探索可控的自旋和电荷相互转换。
2020-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectral shape deformation in inverse spin Hall voltage in Y3Fe5O12|Pt bilayers at high microwave power levels
我们报告的变形的微波吸收光谱和反自旋霍尔电压信号的薄膜双层钇铁石榴石（YIG）和铂在高微波功率水平在9.45 GHz的TE 011腔。当微波功率从0.15 mW增加到200 mW时，共振场向更高的值移动，并且微波吸收强度的初始洛伦兹谱以及逆自旋霍尔电压信号变得不对称。磁化旋进锥的打开和YIG的加热的贡献不能很好地再现数据。YIG薄膜反自旋霍尔电压的控制测量|Pt系统的线宽范围强调自旋波激发的光谱变形的作用。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inverse orbital Hall effect induced terahertz emission enabled by a ferromagnet with quenched orbital moment in Fe/Pt/W trilayers
Shaanxi University of Technology（陕西理工大学）；Fudan University（复旦大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））
通过Fe/Pt/W三明层中淬灭轨道铁磁体的反轨道霍尔效应，实现了显著的太赫兹发射增强。
2026-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature coherent spin alignment of silicon vacancies in 4H- and 6H-SiC
报道了室温下碳化硅（SiC）中硅空位（$V_{\mathrm{Si}}$）基态自旋子能级的光诱导反转布居的实现。结果表明，探测的硅空位自旋系综可以在自旋态的相干叠加中制备。拉比章动持续超过80 $μ$ s。两个相反的方案的光学对准之间的基态自旋子级的硅空位照射与非偏振光的人口实现在4 H-和6 H-SiC在室温下。这些共同使得SiC中的硅空位成为自旋电子学、量子信息处理和磁力测量的非常有利的缺陷。
2012-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Time- and Frequency-Resolved Observation of Inverse Orbital Hall Effect in Gallium Nitride via Terahertz Polarimetry
The Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Department of Electronic Science and Engineering, Kyoto University（京都大学电子科学与工程系）
本研究通过太赫兹偏振测量在氮化镓中非接触观测逆轨道霍尔效应，揭示空穴OAM-电荷转换及其亚皮秒弛豫，为轨道电子学提供关键见解。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Light-induced inverse spin Hall effect and field-induced circular photogalvanic effect in GaAs revealed by two-dimensional terahertz Fourier analysis
本研究利用太赫兹脉冲作为偏置场，通过二维傅里叶分析揭示GaAs中场致圆光电流效应在光伏霍尔响应中的主导作用，并阐明其增强机制，为探测拓扑单极子提供新途径。
2025-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Inverse spin Hall effect in a closed loop circuit
我们提出的测量逆自旋霍尔效应（ISHE），其中的自旋电流到充电电流的转换通过ISHE检测不是作为一个电压在一个标准的开路，但直接作为在一个闭环中产生的充电电流。该方法被应用于Bi掺杂的Cu和Pt的ISHE。导出的环结构的ISHE表达式可以将流入环的电荷电流与SHE材料的自旋霍尔角和环的电阻联系起来。
2014-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-range orbital transport and inverse orbital Hall effect in Co/Ru-based terahertz emitters
Shaanxi University of Technology（陕西理工大学）；Fudan University（复旦大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））
本研究在Co/Ru异质结构中实现了轨道到电荷电流的转换，并通过相长干涉增强太赫兹发射，展示了长程轨道传输和反轨道霍尔效应的调控机制。
2026-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Comparative Measurements of Inverse Spin Hall and Magnetoresistance in YIG|Pt and YIG|Ta
本文报道了YIG的自旋霍尔效应和磁电阻效应的比较研究|Pt和YIG|双层的。这些组合的测量允许估计的特性传输参数的Pt和Ta层并列YIG：自旋混合电导$G_{\uparrow \downarrow}$在YIG $|$正常金属界面，自旋霍尔角$Θ_{SH}$，和自旋扩散长度$λ_{sd}$在正常金属。在Pt和Ta中由在共振激发的YIG泵浦的纯自旋电流产生的反向自旋霍尔电压证实了这两种材料中自旋霍尔角的相反符号。此外，从反向自旋霍尔电压对Ta厚度的依赖性，我们提取了Ta中的自旋扩散长度，发现为$λ_{sd}^\text{Ta}=1.8\pm0.7$ nm。YIG| Pt和YIG| Ta系统在磁场取向上显示出类似的电阻变化，这可以在最近发展的自旋霍尔磁阻框架中得到解释。
2013-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Important role of magnetization precession angle measurement in inverse spin Hall effect induced by spin pumping
本文利用宽带自旋抽运和反向自旋霍尔效应测量方法研究了Ni_（80）Fe_（20）/Pt双层膜中Pt的自旋霍尔角。为了抑制不需要的电流磁效应，利用了施加垂直于充电电流方向的外部磁场的面外激励几何结构。从各向异性磁电阻（AMR）的整流电压和在共面波导中使用微波功率的常规方法估计了宽激励频率范围（4-14 GHz）的铁磁共振的磁化进动角。观察到不同方法的进动角轮廓的显著差异，导致Ni_（80）Fe_（20）/Pt界面处的自旋电流密度的估计值变化很大。利用AMR效应估计的自旋电流密度的频率依赖性被发现是类似的反自旋霍尔电压。我们得到的频率不变的自旋霍尔角为0.067。
2017-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of inverse spin Hall effect in bismuth selenide
硒化铋（Bi 2 Se 3）是一种具有螺旋自旋极化和强自旋轨道耦合的拓扑绝缘体。自旋-轨道耦合通过自旋霍尔效应（SHE）将电荷流与自旋流联系起来。我们展示了一个Bi 2Se 3自旋探测器，通过注入纯自旋电流从一个磁性坡莫合金层到Bi 2Se 3薄膜和检测的反SHE在Bi 2Se 3。室温下Bi_2Se_3的自旋霍尔角为0.0093，自旋扩散长度为6.2nm。我们的研究结果表明，具有强自旋轨道耦合的拓扑绝缘体可以用于功能自旋电子器件。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-2: Evidence of spin-momentum locking
在这项研究中，我们报告的第一个实验证据的自旋动量锁定的拓扑声子在非均匀应变硅薄膜。拓扑声子中的自旋动量锁定导致独立样品结构中的纵向自旋织构或空间不均匀的自旋分布。利用位置相关的霍尔效应和平面霍尔效应测量揭示了自旋织构。载流子密度和反常霍尔电阻沿样品长度呈线性变化。同样，与自旋相关散射相关的平面霍尔电阻也被发现在沿着样品长度的两个不同位置处是不同的。自旋-动量锁定也引起了横向热自旋电流和自旋-能斯特磁热响应，这是发现使用角度相关的纵向二次谐波测量。磁热电响应也是Si样品的晶体学的函数，其中响应的符号<110>对于对准的<100>样品是相反的。拓扑声子中的自旋-动量锁定可以在室温及室温以上产生大的自旋相关响应，这可以为高能效的自旋电子学和自旋热电子学器件铺平道路。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental verification of the inverse Anomalous spin Hall effect with perpendicular magnetic anisotropy Materials
通过自旋泵浦技术在BIG/NiO/Fe样品中实验验证反常逆自旋霍尔效应，发现垂直磁化构型下存在依赖于磁化、自旋极化与自旋电流方向的独特自旋-电荷转换机制。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-induced inverse spin Hall effect in ferromagnets: demonstration through non-monotonous temperature-dependence in permalloy
研究了铁磁体中的自感逆自旋霍尔效应。用坡莫合金薄膜进行了自旋抽运实验中横向电压随温度、厚度和角度变化的测量。结果表明，非单调的T依赖的自感横向电压。定性协议被发现与第一原理计算解开的斜散射，侧跳，和内在的贡献的T-依赖自旋霍尔电导率。实验数据是相似的，无论材料接触坡莫合金（氧化物或金属），并揭示了增加产生的电流与t，表现出大量的起源的效果。
2019-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Platinum thickness dependence of the inverse spin-Hall voltage from spin pumping in a hybrid YIG/Pt system
我们首次在大频率范围内针对不同的射频功率，在自旋泵激的逆自旋-霍尔效应的混合YIG/Pt系统中实验观察到了铂（Pt）厚度依赖性。从测量的直流电压（$Δ\textrm{V}$）在谐振条件下和电阻（$R$）的Pt层，一个强烈的增强比$Δ\textrm{V}/R$已被观察到，这是不符合以前的研究NiFe/Pt系统。这种行为的起源仍然不清楚，不能用我们使用的自旋输运模型来解释。
2012-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sign of inverse spin Hall voltages generated by ferromagnetic resonance and temperature gradients in yttrium iron garnet|platinum bilayers
我们进行了协调一致的努力，以确定由自旋电流注入到正常金属中产生的反自旋霍尔效应电压的绝对符号。我们专注于钇铁石榴石（YIG）|铂双层在室温下，产生自旋电流的微波和温度梯度。我们发现不同的样品和测量设置与理论一致的结果。我们建议一个右手定则来定义一个正的自旋霍尔角对应于与预期的电压为简单的情况下的散射的自由电子从排斥库仑电荷。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin pumping and inverse spin Hall effect in CoFeB/C$_{60}$ bilayers
基于纯自旋电流的研究主要集中在铁磁体（FM）/重金属（HM）体系。由于高自旋轨道耦合（SOC），这些HM表现出短的自旋扩散长度，因此具有挑战性的设备应用。有机半导体材料具有低的SOC和大的自旋扩散长度，适合于未来的自旋电子学应用。从理论模型中解释了由于$π$杂化，C $_{60}$分子的曲率可以增加SOC强度。本文利用共面波导铁磁共振（CPW-FMR）装置研究了CoFeB/C $_{60}$双层膜系统的自旋泵浦和反自旋霍尔效应（ISHE）。我们已经进行了角度相关的ISHE测量解开自旋整流效应，如各向异性磁电阻，异常霍尔效应等。此外，有效的自旋混合电导（g $_{eff}^{\uparrow\downarrow}$）和自旋霍尔角（$θ_{SH}$）的C $_{60}$已在这里报告。$θ_{SH}$的评估值为0.055。
2021-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon Thermal Edelstein Effect Detected by Inverse Spin Hall Effect
在具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的易平面反铁磁体中，磁振子受到有效的自旋-动量锁定。面内温度梯度可以使具有特定极化的磁振子在界面上聚集，实现磁振子热Edelstein效应。我们从理论上研究了这种热驱动的自旋极化在相邻的具有强自旋霍尔效应的重金属中的注入和探测。我们发现反自旋霍尔电压单调地依赖于温度和介电常数，但非单调地依赖于难磁化轴各向异性。与直觉相反，磁振子热埃德尔斯坦效应是沿内尔矢量施加的磁场的偶函数。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
