Acoustic excitation and electrical detection of spin waves and spin currents in hypersonic bulk waves resonator with YIG/Pt system
本文报道了ZnO-GGG-YIG/Pt层状结构高超声速体声波谐振腔中自旋波和自旋电流的磁弹性激发和电探测的自组半解析理论。声驱动自旋波的电检测是由于YIG到Pt的自旋泵浦和Pt中的逆自旋霍尔（ISHE）效应以及ZnO压电换能器的电响应而发生的。谐振器频率和ISHE电压$U_{ISHE}$的频率场依赖性与先前观察到的实验相关。它们的拟合允许确定一些磁性和磁弹性参数的YIG。分析了YIG薄膜厚度对$U_{ISHE}$的影响，给出了找到最大$U_{ISHE}$值的最佳厚度的可能性。
2019-03-29 cond-mat.mes-hall
Symmetries of quantum transport with Rashba spin-orbit: Graphene spintronics
在具有Rashba自旋-轨道相互作用的平面器件中缺乏一些空间对称性，这使得在没有外部磁场或磁性杂质的情况下产生自旋极化电流成为可能。我们研究了电流的自旋极化方向如何与器件的空间对称性有关。作为这些关系的一个例子，我们数值研究了石墨烯纳米带中的自旋分辨电流。不同的配置进行了探索和分析，以证明石墨烯纳米片可以用作优良的自旋电子器件在全电设置。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Accumulation of spin-polarized states of charge carriers and a spintronic battery
自旋阀的基础上的材料，其中自旋翻转被抑制的空间分离的载流子，同时保持电中性的阀体积，被认为是。使用这些阀门作为电池的可能性进行了讨论。它示出，如果跨阀的电势差的控制，不可吸收性的影响，如“魔鬼的楼梯”，这是与库仑相互作用和重新分配的电子发生，而电池充电和放电可能是预期的。预测了电子自发自旋极化的出现和消失随费米能级变化的影响。这样的自旋阀也可以用于实现自旋电子存储器单元、超级电容器和类似器件。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall
Spintronics and Quantum Computing with Quantum Dots
纳米结构中自旋的产生、相干操纵和测量为电子学和信息处理开辟了全新的可能性，其中包括量子计算和量子通信。我们回顾了我们的理论方案，利用量子点中的电子自旋作为量子比特。我们提出了单和两个量子比特门机制在横向以及垂直耦合量子点，并讨论了可能性耦合自旋量子点通过超交换。我们进一步介绍了最近提出的使用单个量子点作为自旋过滤器和自旋读出/存储器件的方案。
2000-09-19 cond-mat.mes-hall
Spintronics and Quantum Computing: Switching Mechanisms for Qubits
量子计算和量子通信是纳米结构中自旋的相干操纵所产生的新信息处理技术的显著例子。我们回顾了我们的理论建议，使用电子自旋量子限制纳米结构作为量子比特。我们提出了单和两个量子比特门机制在横向以及垂直耦合的量子点，并讨论了可能性耦合自旋量子点通过交换或超交换。此外，我们提出了一种新的驻波开关，它允许执行量子操作的量子点或自旋1/2分子放置在一个1D或2D晶格。
2000-10-26 cond-mat.mes-hall
Dynamical properties of three terminal magnetic tunnel junctions: spintronics meets spin-orbitronics
这封信介绍了一个微磁模型，能够在三个终端的磁性隧道结的磁化动力学特性，自旋转移力矩和自旋轨道力矩的影响被考虑在内。我们的研究结果预测，从技术角度来看，将这两个扭矩源电分离的可能性对于下一代纳米级自旋电子振荡器和微波探测器都是非常有前途的。提出了一种基于这三个终端设备并联的可扩展同步方案。
2013-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-polaron mediated spin Seebeck effect in altermagnets
Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）；Institute for Theoretical Physics, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院理论物理研究所）
本文研究交变磁体在外磁场下的自旋塞贝克效应，发现其沿面内方向呈现显著各向异性，且磁弹耦合产生的共振峰可增强对交磁序的区分度，为实验探测提供新途径。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall
Spin-mechanical coupling in 2D antiferromagnet CrSBr
本文利用纳米光-电-机械干涉测量法探测二维反铁磁体 CrSBr 的相变与磁致伸缩，揭示其强自旋-力学耦合及栅极应变近50%的可调性，为原子级薄磁传感与量子转换奠定基础。
2024-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage-dependent spin flip in magnetically-substituted graphene nanoribbons: Toward the realization of graphene-based spintronic devices
我们研究了使用直接取代铬原子的石墨烯纳米带（GNRs）作为自旋电子器件的可能性。使用密度泛函理论，我们模拟了在一个设备设置，其中磁性二聚体已被取代到晶格中的构建GNR的电压偏置。通过这种第一性原理的方法，我们计算的电子和磁性的哈伯德U，电压和磁配置的函数。通过计算各磁位形的总能量，我们确定了初始反铁磁基态随外加偏压的变化而翻转到铁磁态。将该转变点映射到系统的计算电导揭示了通过GNR的电导有明显的变化，这表明自旋阀的可能性。我们还表明，这对应于石墨烯内的诱导磁化强度的明显变化。
2016-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Transport in Organic Semiconductors: A Brief Overview of the First Eight Years
本文简要介绍了有机半导体自旋极化输运的实验研究现状。这些系统包括小分子量化合物和聚合物，是有机电子快速成熟领域的核心。在过去的八年里，人们投入了大量的努力来理解有机物中的自旋注入和输运。这些发展开辟了实现新的有机自旋电子器件家族的可能性，其将有机材料的化学多功能性与自旋电子功能性混合。
2010-05-07 cond-mat.mes-hall
Parallel pumping for magnon spintronics: Amplification and manipulation of magnon spin currents on the micron-scale
磁振子学和磁振子自旋电子学的目标是利用自旋波和磁振子，它们的量子，通过产生纯的全磁振子自旋电流及其与电荷输运的接口来构建基于波的逻辑网络。高效的并行数据处理和低功耗的承诺，使这一领域的自旋电子学最有前途的研究领域之一。在这种情况下，并行参数放大的过程，即，已经证明，将微波光子转换成微波频率一半的磁振子是一种通用工具。其有益的和独特的性质，如频率和模式选择性，在宽波矢范围内激发自旋波的可能性和相位相关波对的产生，使其成为自旋波产生和放大的关键方法之一。平行参量放大在微纳米结构中的应用是实现磁振子网络的重要一步。这不仅是因为放大器是构建任何扩展逻辑网络的重要工具，而且还因为并行参量放大的独特性质，例如相位相关放大。近年来，并行参量放大技术在金属微结构研究中的成功应用已有报道。它已被证明，参量放大提供了一个很好的工具来产生和放大这些系统中的自旋波。特别是，放大极大地受益于自旋波谱的离散性。这为自旋波放大和操纵开辟了新的、有趣的途径。在这篇综述中，我们对这一领域的最新发展和成就进行了概述。
2016-11-17 cond-mat.mes-hall
Equal-Spin Andreev Reflection in Junctions of Spin-Resolved Quantum Hall Bulk State and Spin-Singlet Superconductor
本文实验观测了InAs量子阱自旋分辨量子霍尔态与NbTi超导体结中的安德烈夫反射，通过自旋翻转介导的等自旋与常规安德烈夫反射双通道解释电导特征，证明在QH体态中诱导超导邻近能隙并发展半导体超导自旋电子学的可行性。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall
Electric-Field-Controlled Antiferromagnetic Spintronic Devices
近年来，反铁磁自旋电子学领域取得了实质性的进展。电场控制是通过抑制焦耳热来实现超低功率自旋电子器件的一种很有前途的方法。本文综述了近年来反铁磁自旋电子器件的研究进展，包括利用应变、离子液体、电介质材料和电化学离子迁移对反铁磁自旋电子器件进行电场调制。各种新兴的主题，如尼尔自旋轨道力矩，手征自旋电子学，拓扑反铁磁自旋电子学，各向异性磁阻，存储器件，二维磁性，和磁离子调制反铁磁体进行检查。总之，我们设想了实现高质量的室温反铁磁隧道结，反铁磁自旋逻辑器件和人工反铁磁神经元的可能性。预计这项工作提供了一个适当的和前瞻性的视角，将促进这一领域的快速发展。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Harnessing Plasmonic Heating For Switching In Antiferromagnets
Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University（浙江大学高等研究院）；Department of Physics and State Key Laboratory of Surface Physics, Fudan University（复旦大学物理系和表面物理国家重点实验室）；Institute of Physics, Johannes Gotenberg-University Mainz（约翰内斯·哥廷根大学美因茨物理研究所）
本研究通过等离子体加热在反铁磁体中实现可逆开关，无需磁场或电流，展示了低能耗的光磁操控方法。
2026-04-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Perovskite oxide heterojunction for Rashba-Dresselhaus assisted antiferromagnetic spintronics
实现基于反铁磁自旋电子学新兴原理的技术的一个主要障碍是缺乏合适的材料。在本文中，我们提出了一种设计的极|钙钛矿氧化物的非极性异质结构，其中SrIrO 3的单个晶胞夹在LaAl O 3的薄膜和SrTiO 3的基底之间。在密度泛函理论+ Hubbard U +自旋轨道耦合的框架下，我们的计算揭示了一个二维导电层，在界面处有电子和空穴口袋，表现出强烈的各向异性Rashba-Dresselhaus效应以及非共线反铁磁性，表明实现自旋轨道矩的可能性。各向异性Rashba-Dresselhaus效应的一个有洞察力的物理模型很好地解释了我们的结果，提供了Rashba-Dresselhaus系数的估计并说明了赝自旋方向。我们还观察到Ti 3d空带的邻近诱导的突出Rashba样效应。我们的结果表明，异质结构可能具有反铁磁自旋电子学的基本成分，值得实验验证。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall magnetoresistance in Pt/(Ga,Mn)N devices
本文通过自旋霍尔磁电阻测量评估了Pt/(Ga,Mn)N界面的自旋转移效率，发现其自旋混合电导实部与最先进的YIG/Pt界面相当，并证明在居里温度以上仍可高效产生和检测自旋电流。
2024-10-11 cond-mat.mes-hall
Electrical transport between epitaxial manganites and carbon nanotubes
在分子水平上进行自旋电子学的可能性可以在将完全自旋极化的氧化物（例如锰氧化物）与碳纳米管组合的装置中实现。然而，目前尚不清楚这种不同材料系统之间的电传输是否可行。在这里，我们表明，锰氧化物-纳米管-锰氧化物器件的室温电导率仅为类似的钯-纳米管-钯器件中记录的值的一半。有趣的是，前者在低于200 K的相对高温下的电导率显示出赝隙。我们的研究结果表明，新的自旋电子学异质结构，充分利用自旋极化的源和漏的可能性。
2005-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized supercurrents for spintronics: a review of current progress
在过去的15年中，出现了一个新的领域，它结合了超导性和自旋电子学，其目标是通过提供远程自旋极化超电流的可能性，为结合两者优点的新型应用设备铺平道路。这种超电流将宏观量子相干性与微观交换相互作用、自旋选择性和自旋输运结合起来，为基础物理学的研究奠定了富有成果的基础。这份报告遵循了在铁磁体中控制产生长距离等自旋三重态超电流的最新进展及其对自旋电子学的贡献。在超导体-铁磁体混合结构中，相互邻近引起的有序修改以自然的方式引入了诸如三重态超导性、奇频配对、Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov配对、长程等自旋超电流、$π$ -约瑟夫森结以及长程磁邻近效应等回避现象。所有这些效应在2000年之前都是相当奇特的，当时纳米纤维和材料控制的改进允许混合结构的新质量。在开创性理论研究的指导下，实验进展迅速，自2010年以来，三重态超电流被常规地产生和观察到。我们已经进入了一个新的阶段，研究以前我们无法触及的物质的新阶段，并将迄今为止完全不同的超导和自旋电子学领域合并为一个新的研究方向：超自旋电子学。
2016-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pseudo spin-orbit coupling of Dirac particles in graphene spintronics
我们研究了石墨烯中的大量狄拉克粒子所经历的伪自旋轨道（SO）效应，与2DEG半导体异质结构中的粒子所经历的传统Rashba SO效应相比，这种效应可能具有更大的幅度。为了产生均匀的垂直赝SO场，我们提出了一种人工原子结构，它由石墨烯环和位于中心的带电纳米点组成，可以产生大的径向电场。在这种结构中，由于石墨烯中的小能隙和从带电纳米点发出的大的径向电场，可以通过加速环周围的狄拉克粒子来实现大的伪SO耦合强度。我们讨论了在介观应用中利用赝SO效应的理论可能性，例如赝自旋弛豫和开关。
2008-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-Orbit Logic with Magnetoelectric Nodes: A Scalable Charge Mediated Nonvolatile Spintronic Logic
随着纳米电子学接近纳米尺度，人们正在进行大量努力，以确定下一个可扩展的逻辑技术，超越互补金属氧化物半导体（CMOS）计算。这样的计算技术需要在减小的尺寸下提高开关能量和延迟，允许改进的互连并提供完整的逻辑/存储器家族。然而，可行的超越CMOS逻辑技术仍然难以捉摸。在这里，我们提出了一个可扩展的自旋电子逻辑器件，通过自旋轨道转换结合磁电开关。建议的磁电自旋轨道（MESO）逻辑，使一个新的范例，继续缩放的逻辑性能接近热力学极限GHz的逻辑（100千吨开关能量在100 ps延迟）。所提出的MESO器件具有很强的可扩展性，并且与器件的临界尺寸成正比，显示出开关能量与尺寸的立方关系（E_m与W^3成正比）和与电压的平方关系（E_m与V^2成正比）。由于自旋轨道效应（例如，逆自旋霍尔效应（ISHE）和逆Rashba-Edelstein效应（IREE））的性质以及电容对尺寸的依赖性，获得了优异的缩放。这些器件的工作电压预计< 100 mV，这使得电压随尺寸和相应的能量降低而缩放的历史趋势有了显著的飞跃。互连电阻是缩放超过10 nm尺寸的关键障碍。我们预测互连电阻的不利影响较小，并表明MESO逻辑适用于高电阻互连（100 μ Ohm.cm-1 mOhm.cm），这开启了使用纳米金属（宽度<体电子平均自由程）或掺杂半导体线（宽度<5 nm）的可能性。这里提出的可扩展的CMOS兼容的非易失性逻辑家族可…
2017-03-05 cond-mat.mes-hall
Flexoelectric effect mediated spin-to-charge conversion at amorphous-Si thin film interfaces
由于垂直于界面的电势而产生界面自旋到电荷的转换。电势可以人工诱导，例如，在界面处使用铁电和压电薄膜。诱导电势的替代方式可以是挠曲电场。在所有具有或不具有反转对称性的材料中都可以观察到挠曲电性，另外不需要大的栅极偏压。在这项实验研究中，我们报告了大的自旋电荷转换（自旋霍尔角-0.578）在Ni 80 Fe 20/非晶Si接口归因于挠曲电介导的Rashba自旋轨道耦合。在界面处的挠曲电性也引起了层间自旋声学声子或挠曲磁弹性耦合。除了自旋-电荷转换外，应变界面还导致反常能斯特效应增加近三倍。这种室温下自旋相关热电行为的应变工程为实现自旋电子学和自旋热电子学器件打开了一扇新的窗口。
2020-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba Effect and Raman Spectra of Tl$_2$O/PtS$_2$ Heterostructure
通过Rashba自旋轨道效应实现电荷-自旋转换的可能性为纳米自旋电子学的发展提供了刺激性的机会。本文采用第一性原理计算方法研究了Tl $_2$ O/PtS $_2$异质结构的电子和自旋电子学性质，并通过正声子频率证实了其动力学稳定性.每晶胞约0.38 eV的出乎意料的高结合能描绘了Tl $_2$ O和PtS $_2$之间的强层间相互作用。有趣的是，我们发现了T1 $_2$ O的价带中的Rashba自旋劈裂（具有大的$α_R$值），其来源于PtS $_2$引起的界面自旋轨道效应。利用电子局域化函数和原子轨道投影研究了范德华束缚对轨道重排的影响，详细解释了费米能级附近的电子色散.此外，我们还解释了T1 $_2$ O/PtS $_2$异质结在动量空间中的能带结构排列，而在实空间中的能带结构分离.由于二维Tl $_2$ O仍有待实验证实，我们首次计算了原始Tl $_2$ O和Tl $_2$ O/PtS $_2$ O异质结构的拉曼光谱，并讨论了原子振动模式对应的峰位。这些发现提供了一个有前途的途径，探索自旋物理的潜在自旋电子学应用通过二维异质结构。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall
Giant and tunneling magnetoresistance effects from anisotropic and valley-dependent spin-momentum interactions in antiferromagnets
巨磁电阻或隧穿磁电阻是用于在商业自旋电子器件中读取信息的物理现象。这些效应依赖于在多层结构中的参考和感测铁磁电极之间通过的保守自旋电流。最近，我们提出，这些基本的自旋电子效应可以实现在共线反铁磁体交错自旋动量交换相互作用，产生保守的自旋电流的情况下，净平衡磁化。在这里，我们通过提出反铁磁巨效应和隧道磁电阻效应的原型模型机制来详细阐述这一提议。这些模型分别基于非相对论交错自旋-动量相互作用的各向异性和谷依赖形式。使用第一性原理计算，我们将这些模型机制，真正的反铁磁材料和预测的效果的$\sim$ 100\%的规模。我们指出，除了GMR/TMR检测，我们的模型直接意味着自旋转移矩激发的反铁磁体的可能性。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall
Long-range, Non-local Switching of Spin Textures in a Frustrated Antiferromagnet
反铁磁自旋电子学是量子技术的一个新兴领域，它利用了奇异材料中自旋和轨道自由度之间的耦合。自旋-轨道相互作用允许通过电刺激注入自旋或角动量，以操纵材料的自旋纹理，从而实现信息和能量的存储。一般来说，物理过程本质上是局部的：自旋由电流携带，进入磁系统，然后自旋纹理旋转。复杂自旋结构的集体激发很少被用于这方面，尽管它们原则上可以使用低得多的功率在更长的距离上传输自旋。在这项研究中，我们表明，自旋信息可以传输和非本地存储在材料Fe $_x$ NbS $_2$。我们提出集体模式利用系统中的强磁弹性耦合来实现这一点，揭示了在复杂磁性系统中存储自旋信息的新方法
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A strain-controlled magnetostrictive pseudo spin valve
通过逆磁致伸缩效应实现磁场控制是提高基于巨磁电阻效应的高能效存储和传感器件性能的有效途径。本文报道了在铁电PMN-PT衬底上生长的Co $/$ Cu $/$ Py赝自旋阀的横向电场驱动的应变介导磁性能调制。结果表明，随着电场的增加，赝自旋阀的巨磁电阻率逐渐减小，这是由于应变诱导磁弹性各向异性的贡献导致Co层的磁化强度偏离了初始方向.此外，我们表明，应变诱导的磁各向异性有效地转移磁致伸缩Co层的开关场，同时保持开关场的近零磁致伸缩Py层不受影响，由于其可忽略的磁致伸缩常数。我们认为，磁致伸缩优化的磁性薄膜在适当的工程多层结构可以提供一条路径，以提高自旋电子器件中的选择性磁开关。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-temperature ferromagnetism and antiferromagnetism in monolayer \ce{CrTe2}: Roles of strong spin-lattice coupling and charge doping
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究院）
通过第一性原理计算和蒙特卡洛模拟，揭示了单层CrTe2中晶格应变与载流子密度调控的丰富磁相图，预测了新型双条纹反铁磁相，并实现了室温铁磁和反铁磁性。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Proximity Effect in 2D Ferromagnetic CrBr3/Graphene van der Waals Heterostructures
二维（2D）范德华异质结作为一个有前途的平台，利用各种物理现象在各种各样的新型自旋电子器件的应用。有效的自旋注入是这些器件的先决条件。最近发现的磁性2D材料导致了通过磁邻近效应（MPE）实现自旋注入的完全2D范德华自旋电子学器件的可能性。本文报道了利用塞曼自旋霍尔效应通过非局域测量研究二维CrBr 3/graphene范德华异质结构中的磁邻近效应。塞曼分裂场估计表明，即使在低磁场中也存在显著的磁邻近交换场。此外，在v = 0时，随着磁场的增加，在Dirac点R_（XX，D）处观察到的反常纵向电阻变化可能是MPE诱导新的基态相的结果。因此，在我们的CrBr 3/石墨烯范德华异质结构中揭示的这种MPE为下一代2D自旋逻辑和存储器件提供了坚实的物理基础和关键功能。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall
Quantum valley pseudospin controlled by strain
M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌拉尔分校M.N.米凯耶夫金属物理研究所）
本研究提出利用单轴应变操控谷态，通过打破晶体对称性来实现谷伪自旋的控制，展示了在阿秒时间尺度上的可行性。
2025-05-22 cond-mat.mes-hall
Spin-layer Locked Gapless States in Gated Bilayer Graphene
门控双层石墨烯表现出自旋简并的无隙态，其拓扑特征位于堆叠畴壁。这些状态允许沿畴壁的一维电流。我们在此证明，当双层石墨烯包含用磁性缺陷装饰的堆叠畴壁时，这些拓扑保护的电流被自旋极化并锁定在单层中。磁缺陷，我们的模型为π-空位，扰动的拓扑状态，但也提升他们的自旋简并。一个无带隙状态生存这些缺陷的扰动，其自旋极化主要是本地化在一个层。在拓扑状态的自旋极化电流在一个单一的层中流动，这一发现表明，有效地利用这些国家在自旋电子学应用的可能性。
2019-06-18 cond-mat.mes-hall
Electric-Field-control of spin rotation in bilayer graphene
电子自旋自由度的操纵是自旋电子学范式的核心，其提供了通过将信息处理与净电荷转移解耦而实现的降低功耗的前景。自旋电子学还提供了设计能够执行逻辑、通信和存储操作的混合设备的可能性。石墨烯具有潜在的长自旋相干长度，是一种很有前途的自旋编码信息传输材料。然而，小的自旋-轨道相互作用也是基于规范Datta-Das自旋FET的常规器件设计的限制。另一种解决方案可以在石墨烯的磁性掺杂中找到，或者如本工作中所讨论的，在利用石墨烯和铁磁氧化物（FO）之间的邻近效应中找到。靠近FO的石墨烯经历交换邻近相互作用（EPI），其充当石墨烯中的电子的有效塞曼场，诱导围绕FO的磁化轴的自旋旋进。在这里，我们表明，在一个适当设计的双栅场效应晶体管，与双层石墨烯沟道和FO用作栅极电介质，自旋进动的载流子可以打开和关闭与应用程序的差分电压的栅极。这一特点是直接探测的双层自旋分辨电导。
2010-07-01 cond-mat.mes-hall
Large Current Modulation and Spin-Dependent Tunneling of Vertical Graphene/MoS$_{2}$ Heterostructures
垂直石墨烯异质结构已经通过使用量子隧穿被引入作为电子器件的替代架构。在这里，我们提出的电流开/关比的垂直石墨烯场效应晶体管的增强，通过使用扶手椅型石墨烯纳米管作为电极。此外，我们报告的石墨烯/二硫化钼异质结的自旋相关的隧穿电流。当夹在石墨烯电极之间的原子级薄的MoS 2层变得具有磁性时，具有不同自旋的狄拉克费米子会感受到隧道势垒的不同高度，从而导致自旋相关的隧道效应。我们的发现将通过提高器件性能和增加基于石墨烯的自旋电子学的可能性来发展目前用于电子器件的石墨烯异质结构。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall
Pure spin current transport in a SiGe alloy
利用四端非局域磁电阻测量方法，研究了Si $_{\rm 0.1}$ Ge $_{\rm 0.9}$横向自旋阀器件中的纯自旋电流输运特性（$n \sim$ 5.0 $\times$ 10 $^{18}$ cm $^{-3}$）.明确的非本地自旋阀信号和汉勒效应曲线，表明产生，操纵，和检测纯自旋电流，观察。Si $_{\rm 0.1}$ Ge $_{\rm 0.9}$层在低温下的自旋扩散长度和自旋寿命被可靠地估计为分别为$\sim$ 0.5 $μ$ m和$\sim$ 0.2 ns。这项研究表明，探索物理和发展自旋电子学应用的可能性，使用SiGe合金。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Using torsion to manipulate spin currents
我们解决的问题，量子粒子移动的流形上，其特征在于存在的扭转沿优先轴。事实上，这样的扭转可能是由于存在单个螺位错，其伯格斯矢量测量扭转幅度。这个问题，首先处理的相对论极限描述费米子耦合最小的扭转，然后分析在泡利极限。我们表明，扭转引起的几何潜力，也是一般耦合到波函数的相位，从而产生的可能性，使用扭转操纵自旋电流的情况下旋量波函数。这些结果出现作为一种替代策略，使用螺旋位错的自旋电子器件的设计。
2017-04-05 cond-mat.mes-hall
Deterministic strain-control of stability and current-induced motion of skyrmions in chiral magnets
外部磁场、温度和自旋极化电流通常用于产生和控制纳米级涡旋状自旋配置，例如磁skyrmions。虽然这些方法已被证明是成功的，但由于高功耗和耗散，它们不是节能的。磁致弹性（MEL）效应是磁性和机械变形之间的耦合，它为纳米尺度下的磁性控制提供了一种新的方法。在电子和自旋电子器件的长度尺度不断减小的背景下，这是非常有趣的。因此，它是可取的，以建立一个全面的框架，能够预测机械应力的影响，并使确定性控制的磁纹理和skyrmions。在这项工作中，使用先进的多尺度模拟和洛伦兹透射电子显微镜测量方案，我们证明了确定性控制的拓扑磁纹理和skyrmion创建在薄膜和赛道的手征磁体。我们的研究不仅考虑了单轴应力，而且考虑了薄膜器件中普遍存在的双轴应力。双轴应力，而不是单轴的，被证明是更有效地创建或湮灭skyrmions时，MEL系数和应变具有相同或相反的符号，分别。它也被证明是一种可行的方法来稳定skyrmions和控制其电流诱导运动的赛道记忆。我们的研究结果打开了部署的机械应力，以创建新的拓扑自旋纹理，包括merons，并在控制和优化的skyrmion为基础的设备的前景。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulating spin and charge in magnetic semiconductors usingsuperconducting vortices
对小型化和提高设备速度的持续需求对电子工业施加了压力，以探索信息处理的新途径。一种可能性是利用自旋来存储、处理和携带信息。事实上，自旋电子学可能有希望提供这样一个新的范例。然而，所有自旋电子学应用都面临着巨大的挑战，试图找到快速有效的方法来创建，传输，检测，控制和操纵自旋纹理和电流。在这里，我们展示了如何在超导（SC）薄膜和顺磁稀磁半导体（DMS）量子阱（QW）组成的混合系统中以相对简单的方式进行这些操作。我们的建议是基于观察到的SC的不均匀磁场创建本地的自旋和电荷的DMS纹理，导致的效果，如Blochoscillations，一个不寻常的量子霍尔效应等，我们利用最近的进展，操纵磁通量束（涡旋）在超导体和显示howthese可以创建，操纵和控制DMS中的自旋纹理。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current induced electron spin polarization in strained semiconductors
利用静态和时间分辨的法拉第旋转，在应变半导体中观察到电流引起的传导电子自旋的极化。电极化自旋的密度、寿命和取向率的特征在于光学和电学方法的组合。此外，利用光电导开关产生的电脉冲研究了电流诱导自旋的动力学。这些结果表明，不使用磁性材料的半导体自旋电子器件的自旋源的可能性。
2004-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lateral Mn5Ge3 spin-valve in contact with a high-mobility Ge two-dimensional hole gas
本文制备了间距约130 nm的横向 Mn5Ge3/Ge 2DHG/Mn5Ge3 自旋阀器件，并在13 K以下观测到可能源于自旋注入的磁阻信号，推动了兼容 CMOS 的二维空穴气自旋电子器件发展。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Control of Spin-polarized Topological Currents in Monolayer WTe$_2$
我们证明了在低对称性量子自旋霍尔绝缘体中拓扑保护边缘态的自旋取向的相干电操纵的可能性。通过使用从头算模拟，基于量子力学的建模和大规模计算的自旋霍尔电导率的组合，它表明，小电场可以有效地改变单层1 T '-WTe 2的边缘电流的自旋纹理高达90度的自旋旋转，而不会危及其拓扑特征。这些发现表明了一种新型的栅极可控自旋器件，拓扑保护免受混乱和相关的拓扑自旋电子学的发展。
2022-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Peptides as versatile scaffolds for quantum computing
在这项工作中，我们展示了肽作为量子计算和分子自旋电子学的多功能支架的潜力。特别是，我们专注于镧系元素结合标签，这最初是在生物技术领域开发的蛋白质结构和动力学的研究。首先，我们证明了Neoprotein肽量子比特中的量子相干振荡。然后，采用细菌生物合成，我们研究了在同一分子系统中增加量子比特数量的可能性，案例研究是具有两个不同协调环境的双自旋量子比特，以及具有约2 nm自旋-自旋分离的9个自旋量子比特的不对称链，并且在任意选择的协调环境序列中。最后，我们利用生物化学修饰的方法在Au（111）表面制备了顺磁性、手性的自组装单分子层，实验和理论分析表明，这是一种很有前景的自旋电子学应用结构，特别是对两种最先进的分子自旋量子比特的改进。最后，我们概述了这一新兴领域带来的挑战和新机遇。
2017-10-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical signatures of electric field driven magnetic phase transitions in graphene quantum dots
在石墨烯量子点（QD）中识别各种类型的磁有序的实验挑战构成了这些纳米结构用于自旋电子器件的应用的主要障碍。利用{ \normalsize{}，$π$ -电子}Pariser-Parr-Pople（PPP）模型哈密顿量得到的相图，证明了在外加电场的影响下，磁态发生相变.这些量子点的电吸收光谱的计算表明，在讨论中的光谱进行强签名的磁性状态（FM与AFM），从而表明其磁性的全光学表征的可能性。此外，在没有外部电场的情况下，对于反铁磁（AFM）和铁磁（FM）量子点状态，上自旋和下自旋的间隙是相同的。但是，一旦QD暴露于适当定向的外部电场，不同自旋的间隙分裂，并且相对于场的强度表现出明显的变化。量子点的AFM和FM构型的上下自旋所对应的能隙所表现出的变化性质是不同的。这种通过有限石墨烯纳米结构中的电场对自旋极化间隙分裂的选择性操纵可以在基于石墨烯的自旋电子器件的设计中开辟新的前沿。
2016-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological phase of the interlayer exchange coupling with application to magnetic switching
我们表明，从理论上讲，层间交换耦合（IEC）的相位进行了拓扑结构的变化约$2π$的铁磁（FM）铅的化学势跨越杂化间隙（HG）。该效果在很大程度上与系统的详细参数无关，特别是间隙的宽度。这意味着，对于一个狭窄的差距，在铅的化学势的小扰动可以给出一个符号反转的交换耦合。这提供了在诸如MRAM的自旋电子器件中控制磁化切换的可能性，而功耗很小。此外，我们相信，这种效果已经被间接观察到，在现有的测量IEC作为温度和掺杂的铅的函数。
2017-09-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Van der Waals CrSBr alloys with tunable magnetic and optical properties
Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
研究通过合金化CrSBr合金调控其磁性和光学性质，揭示了卤素混合对磁交换和电子相互作用的影响，为磁子能量调制提供了新途径。
2026-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum spin models of commensurate $p$-wave magnets
School of Physics, The University of Melbourne（墨尔本大学物理学院）
本文通过哈伯德模型推导低能自旋哈密顿量，发现量子涨落打破经典简并，使 $p$ 波磁体成为唯一基态，并展示其通过 Edelstein 效应产生自旋积累，为自旋电子学应用提供新平台。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical and spin-optical superpositions modulated by Aharonov-Bohm effect
在介观体系中，通过对AB效应的控制和操纵，AB相的产生已经达到了最先进的水平。这种系统将信息传递到非经典光态的可能性增加了信息被操纵和传递的可能性。本文提出了一种从自旋电子器件拓扑自旋晶体管（TST）中产生的AB相到量子光学器件高Q腔中相干态叠加的量子转移，并讨论了AB相存在时的光学叠加和自旋光学叠加。考虑到与自旋态的相互作用以及对相干态叠加态的量子光学操纵，我们证明了在TST中产生的AB相位可以转化为相干态叠加态.我们表明，这些情况提供了由AB效应调制的两量子比特状态的例子，并且相位参数可以用来控制量子比特状态的旋转程度。我们还显示下的自旋基础上的测量，一个光学单量子比特的状态，可以调制的AB效应。在这些情况下，我们考虑了一个相干态和一个自旋态之间的耗散相互作用，并获得了AB相位，也讨论了耗散的情况下，给定的林德布拉德方程的实现和解决。关键词：量子转移;阿哈罗诺夫-玻姆相;自旋电子学;量子光学器件。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-dependent transport in a driven noncolinear antiferromagnetic fractal network
非共线磁性织构破坏了自旋亚晶格对称性，从而产生自旋分裂效应。受此启发，我们研究了非共线反铁磁分形结构，即Sierpinski垫片（SPG）三角形中的自旋相关输运性质。我们发现，虽然自旋上和自旋下的电流是不同的，自旋极化的程度太弱。最后，我们提出了一个建议，其中的自旋极化的程度可以显着增强的存在下，一个时间周期的驱动场。在分形网络中，从非极化源获得自旋滤波效应的这种方法，据我们所知是全新的。从更高代的SPG到更小代的SPG，严格地研究了驱动场参数、自旋相关散射强度、界面灵敏度对自旋极化的精确依赖性。自旋分辨键电流密度的空间分布也进行了探讨。有趣的是，我们提出的设置表现出有限的自旋极化不同的自旋量子化轴。考虑了偏振态下的偏振光，并通过Floquet-Bloch分析法考虑了偏振光的影响。所有的自旋分辨输运量的计算使用格林函数形式主义以下的Landauer-Büttiker处方。目前的工作带来了新的见解的非共线反铁磁SPG的自旋电子学性质，并应吸引AFM自旋电子学社区探索其他分形结构的非常规功能的可能性。
2021-09-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
