Magnetic proximity and nonreciprocal current switching in a monolayer WTe2 helical edge
将不同的电子现象（如磁性和非平凡拓扑结构）整合到一个单一的系统中，通常是通过寻找包含这两种成分的材料，或者通过对比材料的分层生长来研究的。简单地堆叠紧密接触的非常不同的二维（2D）范德华材料的能力允许不同的方法。在这里，我们使用这种方法来耦合的螺旋边缘状态的二维拓扑绝缘体，单层WTe 2，一个二维分层的反铁磁体，CrI3。我们发现，边缘电导是敏感的CrI3的磁化状态，和耦合可以理解的交换场从最近的和下一个最近的CrI3层，产生的间隙中的螺旋边缘。我们还发现，非线性边缘电导取决于最近的CrI3层相对于电流方向的磁化强度。在低温下，这会产生非常大的非互易电流，通过改变CrI3的反铁磁状态来切换。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal spin waves of helical magnetization states in CoFeB/NiFe bilayers
Universidad Católica del Norte（北天主教大学）；Universidad de Sucre（苏克雷大学）；Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）
研究了CoFeB/NiFe双层中螺旋平衡态的非互易自旋波特性，揭示了自旋波模式分布差异导致的频率偏移机制，强调了层间交换相互作用的作用，为磁声应用提供新见解。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall
Dynamical response of dissipative helical edge states
量子自旋霍尔绝缘体的特征在于拓扑保护的反向传播边缘状态。在这里，我们研究这些螺旋边缘状态下的动态响应的时间依赖的磁通偏置，在存在的热浴。结果表明，边缘载流子的弛豫时间可以从拓扑绝缘体盘的耗散响应的测量中确定。各种微扰，包括塞曼耦合和无序的影响，也进行了讨论。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall
Spin transport and dynamic properties of two-dimensional spin-momentum locked states
具有自旋-动量锁定表面或界面态的材料为研究电荷-自旋电流转换的物理和应用提供了一个有趣的平台。为了表征它们在随时间变化的外部磁场和接触自旋注入下的非平衡磁性和输运性质，我们引入了三个宏观变量：矢量螺旋磁化强度、标量螺旋磁化强度和常规磁化强度.我们利用旋量玻尔兹曼方法推导出了这些变量的封闭动力学方程，其中碰撞项与自旋-动量锁定态的对称性相一致。通过求解动力学方程，我们预测了几个有趣的磁性和输运现象，实验上可以访问，包括磁共振响应的AC施加磁场，电荷自旋转换，和自旋电流诱导的螺旋磁化的动力学。
2020-03-28 cond-mat.mes-hall
Spin-Locked Helical Currents and Charge-Neutral Spin-Channel Pumping in Altermagnetic Nanotubes
Thermal Science Research Center, Shandong Institute of Advanced Technology（山东先进技术研究院热科学研究中心）；School of Science, Hebei University of Technology（河北工业大学理学院）；School of Physics, Shandong University（山东大学物理学院）
该研究提出铁磁异性纳米管，其可将动量空间自旋各向异性转化为自旋锁定螺旋电流，能产生电荷中性自旋通道电流，通过第一性原理和Wannier-Boltzmann计算验证相关特性。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantized spin pump on helical edge states of a topological insulator
本文对基于量子自旋霍尔绝缘体螺旋边态的传统双参数量子泵器件中的量子自旋泵进行了理论研究。通过引入两个与时间相关的反相磁化作为泵浦参数，我们发现当费米能级位于磁化打开的能隙中时，在一个泵浦周期内可以泵浦出整数个电荷或自旋，这归因于两个泵浦势之间可能存在的拓扑界面态。量子化的泵浦电流可以是完全自旋极化的、自旋非极化的或纯自旋电流，而其方向可以通过一些系统参数（如泵浦相位和局部栅极电压）突然反转。我们的研究结果可能有助于量子化自旋泵的产生。
2018-03-06 cond-mat.mes-hall
Control of Edge Currents at a Ferromagnet - Triplet Superconductor Interface by Multiple Helical Majorana Modes
本文研究了巡游铁磁体与具有不同数量的时间反演不变的Majorana螺旋模的拓扑自旋三重态超导体的界面上的自旋电流和电荷电流。根据螺旋模式的数量，携带自旋和电荷电流的能力被证明是直接相关的相对于超导$\vec{d}$ -矢量的铁磁磁化强度的幅度和方向。从单螺旋模自旋三重态超导体出发，我们发现，与两对Majorana螺旋模的电子杂化的存在导致了与铁磁交换无关的非零电荷电流。两对马约拉纳螺旋模式之间的竞争显着产生的自旋电流响应，几乎是恒定的范围内的弱到中等铁磁性。自旋电流的行为与铁磁体中自旋极化的方向紧密相关，并且对于与自旋三重态$\vec{d}$矢量共面的磁化，自旋电流的行为趋于平坦，而与螺旋模式的数量无关。
2014-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hopf solitons in helical and conical backgrounds of chiral magnetic solids
三维拓扑孤子吸引了从粒子物理学到宇宙学等领域的大量兴趣，但在固态磁体中仍然难以实验。在这里，我们数值预测磁helikontons，这样的非零霍普夫指数孤子的实施例本地化的所有空间维度，而嵌入在一个螺旋形或圆锥形背景的手征磁铁。我们描述的条件下，helikontons出现为亚稳态或基态本地化的非奇异结构与迷人的结的磁化场在广泛研究的材料。我们展示了磁控制的三维空间位置的这种孤子，以及显示它们如何相互作用，形成分子状的集群，甚至可能包括三维晶格的这种孤子的结晶相与取向和位置顺序。最后，我们讨论了磁性helikontons的根本重要性和潜在的技术效用。
2020-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-reciprocity of spin waves in magnetic nanotubes with helical equilibrium magnetization
本研究发现磁性纳米管中各向同性交换相互作用可通过自旋波Berry相位诱导手性效应，实现非互易性在偶极与交换主导间的磁场调控，提出解耦两类贡献的共面波导器件，为3D磁振子器件发展提供支撑。
2021-05-16 cond-mat.mes-hall
Spin-Charge Locking and Tunneling into a Helical Metal
本文导出了电子在三维拓扑绝缘体表面运动的动力学方程。由于激发的螺旋性质，后向散射在碰撞积分中被抑制，并且自旋动力学完全受电荷的约束。我们进一步分析了螺旋和传统的金属或铁磁体之间的隧穿。我们发现隧道电阻强烈依赖于铁磁体中的磁化强度和螺旋金属中的电流之间的角度。在螺旋金属顶部的一层介电层放大了电流引起的自旋极化。
2011-01-30 cond-mat.mes-hall
Chiral magnetization textures stabilized by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction during spin-orbit torque switching
我们研究了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）对垂直磁化重金属/铁磁体/氧化物三层膜电流感生磁开关的影响，实验和微磁学模拟都是如此。我们报告的生成足够大的开关区域中的磁感应强度的稳定的螺旋磁化条纹，从而产生中间状态的磁化确认的基本作用的的开关过程。我们比较的模拟和实验结果的宏观自旋模型，显示需要一个微磁的方法。温度对开关的影响也进行了讨论。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Dynamics driven by Non-equilibrium Spin-Orbit Coupled Electron Gas
利用密度矩阵方法研究了电子气通过s-d交换相互作用耦合的磁化动力学。我们的理论表明，非平衡自旋积累诱导的自旋扭矩和电子浴导致阻尼的磁化。对于二维磁化薄膜与电子气的Rashba自旋-轨道耦合，自旋-轨道矩的结果与半经典理论一致。我们的理论预测的阻尼的磁化，这是缺席的半经典理论。由于电子浴的阻尼的幅度是可比的固有吉尔伯特阻尼，并可能是重要的描述系统的磁化动力学。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall
Spin conductances and magnetization production in chiral molecular junctions
受手性诱导自旋选择性启发，本文提出一个最小模型解析计算螺旋分子的电荷与自旋电导，发现左右导线自旋电流大小相等符号相反，并预测可通过测量准静态自旋积累直接提取自旋电导。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall
Magnetization reversal mechanism of double-helix nanowires probed by dark-field magneto-optical Kerr effect
TU Wien（维也纳工业大学）；University of Loughborough（拉夫堡大学）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, CSIC-Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所，西班牙科学理事会-萨拉戈萨大学）；Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射中心）；University of Vienna（维也纳大学）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Hiroshima University（广岛大学）
通过暗场磁光Kerr效应研究双螺旋纳米线在三维磁场下的磁化反向机制，揭示了螺旋涡旋管的形成与反向过程，为三维纳米结构的磁性研究提供了新方法。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall
Proximity Effects in Topological Insulator Heterostructures
拓扑绝缘体（TI）是沿其与常规绝缘体的界面具有稳健的螺旋导电状态的块状绝缘体。TI基异质结是近年来研究的热点，它的邻近效应引起了一系列奇异的物理现象。本文综述了我们最近关于拓扑绝缘体与正常绝缘体或其他拓扑平凡系统界面上拓扑邻近效应的潜在存在性的工作。使用第一性原理方法，我们已经建立了拓扑螺旋状态的垂直位置的可调谐性，通过有趣的双邻近效应。为了进一步阐明这种效应的控制参数，我们使用基于石墨烯的异质结构作为原型系统来揭示更完整的相图。在拓扑螺旋态的应用方面，我们已经提出了一个催化的例子，拓扑螺旋态作为一个有效的电子浴，在促进表面反应中起着至关重要的作用。这些发现为精确控制TI基异质结构中拓扑螺旋态的实空间性质奠定了基础，并为实现拓扑绝缘体在未来器件应用中的突出功能铺平了道路。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antisymmetric magnetoresistance and helical magnetic structure in compensated Gd/Co multilayer
利用自旋相关的镜面和非镜面极化中子反射率（PNR），在Gd/Co多层膜中观察到了具有平面2π畴壁（DW）和高度相关磁畴的扭曲螺旋磁结构。具有偏振分析的镜面反射PNR揭示了在补偿温度（TComp）以下形成平面2π DW，导致该系统中的正交换偏置。具有自旋极化的离镜PNR显示每个Gd层的中心部分（厚度~ 25-30 μ m）的磁不均匀性的发展（磁粗糙度的增加），其中磁化垂直于（面内）所施加的场对准。这些磁粗糙度是垂直相关的，并导致在非镜面PNR数据的自旋翻转通道中的布拉格片，这有助于系统中TComp处的反对称磁阻。TComp周围高度相关的磁不均匀性（粗糙度）和畴结构的生长和可调谐性结合扭曲螺旋磁结构与平面2π DW将是应用于基于全自旋的技术的关键。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical probe of spin-spiral order in quantum spin Hall/spin-spiral magnet van der Waals heterostructures
本文提出利用量子自旋霍尔绝缘体与自旋螺旋磁体构成的范德华结，通过螺旋态对时间反演对称性破缺的敏感性，从电学测量中直接探测无净磁化的非共线自旋螺旋序。
2025-07-23 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetic Damping/Anti-damping in a Periodic 2D Helical surface; A Non-Equilibrium Keldysh Green Function Approach
本文从理论上研究了具有铁磁交换耦合的二维螺旋表面态的两带模型的自旋轨道矩和Gilbert阻尼。我们将密度矩阵分解为费米海和费米面分量，得到了它们对电子输运和自旋轨道矩的贡献。此外，我们得到了由于三维拓扑绝缘体（TI）的表面状态的吉尔伯特阻尼的表达式，并预测其依赖于磁化旋进轴的方向。
2016-08-13 cond-mat.mes-hall
Controlling spin polarization of a quantum dot via a helical edge state
利用广义主方程方法研究了自旋为1/2的塞曼分裂量子点与螺旋Luttinger液体的弱耦合.当量子点和HLL的量子化轴非共线时，HLL在量子点上感应出由施加的偏置电压控制的可调磁化方向。HLL的背散射电导（BSC）是有限的，并显示出共振特性时，偏置电压等于塞曼能量的幅度。所观察到的偏置电压的BSC不对称性直接反映了HLL自旋的量子化轴。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall
Strong coupling between a permalloy ferromagnetic contact and a helical edge channel in a narrow HgTe quantum well
实验研究了在8 nm宽的HgTe窄量子阱中，坡莫合金铁磁体与带反转二维电子系统边缘之间的自旋极化电子输运.在零磁场中，我们观察到强不对称的边缘电位分布相对于铁磁接地引线。这一结果表明，螺旋边缘通道，具体的带反转的结构，即使在导电体，是强耦合到铁磁侧接触，可能是由于邻近磁化的影响。它允许螺旋边缘状态的选择性和自旋敏感的接触。
2016-09-01 cond-mat.mes-hall
Plasmon modes in the magnetically doped Single Layer and Multilayers of Helical Metals
我们研究了出现在拓扑绝缘体表面的磁性掺杂单层和多层"螺旋金属“的等离子体激元激发和电磁响应。对于单层的情况下，我们发现了一个“自旋等离子体”模式与旋转的自旋纹理由于“螺旋金属”的自旋动量锁定和霍尔响应磁化的组合。对于多层膜的情况下，我们调查的电磁响应，由于等离子体激元激发，包括法拉第旋转的光传播垂直于螺旋金属层和一个额外的光学模式与传统的等离子体激元间隙内的频率沿螺旋金属层传播的光。
2013-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast All Optical Magnetization Control for Broadband Terahertz Spin Wave Generation
利用飞秒激光脉冲对磁化强度进行全光操纵，可以按需产生太赫兹自旋波。本文提出了一个能量平衡模型，该模型解释了铁、钴、镍、钆和镍$_{2}$ MnSn Heusler合金五种不同磁性金属薄膜从激光脉冲到电子浴的耦合声子、自旋和磁化的能量转移率。基于金属磁性薄膜的居里温度（T $_{C}$），在金属磁性薄膜中出现两种类型的瞬态磁化动力学：I型（Fe、Co和Ni，T $_{C}$ >室温，RT）和II型薄膜（Gd和Ni $_{2}$ MnSn，T $_{C}$ $\approx$ RT）。研究了激光能量密度和脉冲宽度对单脉冲高斯激光的影响以及金属薄膜厚度对磁化动力学的影响。光谱动力学表明，宽带自旋波高达24太赫兹，可以产生全光操纵这些纳米薄膜的磁化。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization pinning in modulated nanowires: from topological protection to the "corkscrew" mechanism
直径调制纳米线提供了一个重要的范例，设计三维磁性纳米结构的磁化响应的畴壁钉扎工程。为了了解其性质和控制过程，我们分析了FeCo调制的多晶两段纳米线不同的小直径的磁化响应。我们的建模表明，一个非常复杂的行为，强烈依赖于无序分布和拓扑非平凡磁化结构的重要作用。我们表明，调制的纳米线具有较小的直径差的特征在于增加矫顽场相比，直的，这是由形成拓扑保护的墙形成的两个3D的skyrmions与相反的手征解释。对于一个大的直径差异，我们报告发生了一种新的钉扎类型，这里称为“螺旋”：大直径段的磁化形成一个skyrmion管的核心位置在一个螺旋调制沿纳米线。该结构被钉在收缩处，并且为了穿透窄段，应减小涡旋/skyrmion核心尺寸。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic AC control of the spin textures in a helical Luttinger liquid
我们证明了诱导和控制特殊的自旋纹理的螺旋Luttinger液体的可能性，通过一个随时间变化的磁散射。打破时间反演对称性的扰动的存在在光谱中打开了一个缺口，引起单粒子反向散射和特殊的自旋响应。我们表明，在弱的背散射制度的不对称自旋纹理出现在左侧和右侧的散射体，其空间振荡的磁化频率和费米能量之间的比率和电子相互作用控制。这种特殊的自旋响应标志着螺旋和非螺旋液体之间的强烈差异，预计即使在AC制度中也会产生对称的自旋纹理。
2014-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pancharatnam-Berry phase and kinetic magnetoelectric effect in a three-dimensional helical crystal (Te)
我们研究了三维导体中的动力学磁电效应（包括轨道和自旋贡献的电流感生磁化），特别是p掺杂三角碲的情况。我们包括内在和外在的贡献的效果，这源于晶体的能带结构，并从无序散射，分别。具体而言，我们确定碲中的空穴掺杂的动力学磁电响应的依赖关系，并表明，本征和非本征效应占主导地位的低和高水平的掺杂，分别。这项工作的结果意味着，三维螺旋金属是有前途的自旋电子学应用，特别是，他们可以提供强大的控制电流感应的磁矩。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
Design and control of three-dimensional topological magnetic fields using interwoven helical nanostructures
本研究利用单个交织三维纳米结构结合外加磁场方案，生成了含反涡旋场、六极尖点场及混合手性三维斯格明子场管的可重构三维拓扑磁场织构，为纳米尺度拓扑磁场设计调控提供了关键进展。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Friedel oscillations in a quasi-helical quantum dot
研究了磁场作用下自旋轨道耦合量子线中量子点的电荷和自旋模式。考虑到开边界和有限磁场，发展了Luttinger液体理论。在准螺旋区，当自旋-轨道效应超过塞曼相互作用时，在点的费米面处会产生特殊的状态。在这些态的集体激发的波函数中，出现了两倍于预期波长的反常弗里德尔振荡，并伴随着它们磁化的特殊自旋模式。这两种效应进行了详细分析，并显示可能在运输实验中进行探测。对电子相互作用和磁场的稳定性进行了研究。我们还讨论了如何在总电荷和自旋密度的签名，这些国家的生存。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall
Spin polarised scanning tunneling probe for helical Luttinger liquids
我们提出了一个三终端自旋极化STM设置探测的螺旋性质的Luttinger液体边缘状态，出现在量子自旋霍尔系统。我们发现三端隧穿电导强烈依赖于尖端磁化方向与边缘电子自旋的局部取向之间的夹角（$θ$），而两端电导与此夹角无关.我们证明，手性注入到螺旋Luttinger液体的电子（发生时，$θ$是零或$π$）是与除了其电荷的分馏注入电子的自旋的分馏。我们还指出了自旋分馏引起的自旋电流放大效应。
2011-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetization dynamics and damping due to electron-phonon scattering in a ferrimagnetic exchange model
本文提出了一种磁性“玩具”模型磁化阻尼的微观计算方法。“磁性系统由反铁磁耦合到局域自旋的无色散带的巡回载体组成，磁化阻尼是由于在存在自旋轨道耦合的情况下巡回载体耦合到声子浴。使用平均场近似的动力学交换模型，并假设自旋轨道耦合的Rashba形式，我们推导出玻尔兹曼散射积分的分布和自旋相干性的情况下，反铁磁交换分裂，包括仔细分析寿命加宽和磁隙之间的连接。对于Elliott-Yafet型巡游自旋动力学，我们从对应于磁化矢量倾斜的初始条件中提取失相和磁化时间T_1和T_2，并与Landau-Lifshitz或Gilbert阻尼等唯象方程进行比较。我们还分析了该系统的磁化旋进和阻尼，包括各向异性场，并发现通过平均场耦合的载体介导的定域自旋的退相。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable interplay of orbital and spin magnetization in trigonal tellurium
Florida State University（佛罗里达州立大学）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Purdue University（普渡大学）
本研究通过静电门控揭示三碲中轨道与自旋磁化的相互作用，利用磁输运测量和对称性分析，建立了理解轨道磁化的通用框架，为轨道电子学和自旋电子学的应用提供了新途径。
2026-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum tunneling of magnetization in molecular spin
研究了在Redfield主方程下，分子自旋在弱相互作用中磁化强度的量子隧穿。通过设计一个只使用一般哈密顿量的多能级自旋系统的微观模型，并对激发态的二重态/单重态采用定态近似，导出了适用于整个温度域的磁化过程量子隧穿的关键运动方程.从这个方程中，我们发现，在一般情况下，需要三个隧道速率来准确地描述量子隧穿过程。更重要的是，量子隧穿在中温域的行为，存在着非相干和相干量子隧穿之间的过渡也是第一次解开。在低温、高温和/或低磁场下的极限情况也被计算出来，其中一些流行的著名结果被重现。最后但并非最不重要的是，提出了一个新的解释的量子隧穿磁化，我们揭示了这种弛豫过程与驱动阻尼谐振子之间的相似性。
2022-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-Driven Magnetization Emerges from Relativistic Four-Current Dynamics
本研究提出含时相对论性四电流框架，模拟揭示螺旋烯中曲率诱导的螺旋电流产生手性依赖的自发磁场，为手性诱导自旋选择性提供自洽解释。
2025-09-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.chem-ph
Ligand-field helical luminescence in a 2D ferromagnetic insulator
块状三碘化铬（CrI $_3$）长期以来被认为是层状范德华铁磁体。然而，它的单层形式最近才被分离出来，并被证实是一个真正的二维（2D）铁磁体，为研究原子薄极限下的光-物质相互作用和磁光现象提供了一个新的平台。在这里，我们报告自发的圆偏振光致发光单层碘化铬$_3$线性极化激发下，与螺旋确定的单层磁化方向。相反，双层CrI $_3$的光致发光表现出消失的圆偏振，支持最近发现的异常反铁磁层间耦合CrI $_3$双层。不同于Wannier-Mott激子，占主导地位的光学响应，在著名的二维范德华半导体，我们的吸收和层依赖的光致发光测量揭示了配体场和电荷转移跃迁的原子薄CrI $_3$的光电响应的重要性。我们将其光致发光归因于Cr $^{3+}$配合物的宇称禁戒d-d跃迁特性，其由于强的电子振动耦合而显示宽的线宽，并且由于其局部化的分子轨道性质而显示与厚度无关的峰值能量。
2017-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scattering Theory of Gilbert Damping
用散射理论研究了单畴铁磁体与热浴接触时的磁化动力学。我们恢复的Landau-Liftshitz-Gilbert方程和表达的散射矩阵的有效场和Gilbert阻尼张量。磁能量的耗散等于由随时间变化的磁化从系统中泵出的能量电流，其中可分离的自旋弛豫诱导的体和自旋泵激产生的界面贡献。在线性响应下，我们的Gilbert阻尼张量的散射理论与Kubo形式等价。
2008-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Inverse Faraday Effect in Weyl Semimetals
我们证明了在Weyl半金属中，动量空间螺旋自旋织构可以耦合到Weyl节点的手征性，通过逆法拉第效应产生响应于圆偏振光的与频率无关的磁化。这种频率独立性植根于Weyl节点的拓扑结构。由于螺旋度和手征性总是锁定外尔节点，这种效果是不受任何对称性约束。最后，我们表明，光致频率无关的磁化强度是强大的晶格效应，并有足够大的幅度，以实现超快的全光磁化开关低于皮秒。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall
Parity dependent Josephson current through a helical Luttinger liquid
考虑超导体-二维拓扑绝缘体-超导体结（S-2DTI-S），研究了电子-电子相互作用对2π和4π周期约瑟夫森电流的影响.在长结极限下，超导电流可以通过将系统建模为耦合到超导储层的螺旋Luttinger液体来评估。在引入玻色子化的奇偶约束的存在下，我们转而考虑完美和不良接口的限制。对于透明的界面，完美的Andreev反射发生在边界处，约瑟夫森电流是轻微的相互作用的影响。相反，如果强磁散射体存在于弱连接中，则情况会发生显著变化。在这里，库仑相互作用在低温和高温下都起着至关重要的作用。此外，约瑟夫森电流的相移可以通过改变杂质的磁化方向来诱导。
2013-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kondo effect in quantum dots coupled to ferromagnetic leads with noncollinear magnetizations: effects due to electron-phonon coupling
利用非平衡格林函数方法，对强耦合于非共线磁矩铁磁电极的量子点中的自旋极化输运进行了理论分析.点中的电子被假定为耦合到声子浴。详细研究了电子-声子耦合对隧穿电流、线性和非线性电导以及隧穿磁电阻的影响。分析了近藤主峰和声子伴峰随铅的磁矩夹角的变化。
2008-03-14 cond-mat.mes-hall
Twisting and tweezing the spin wave: on vortices, skyrmions, helical waves, and the magnonic spiral phase plate
自旋波是磁有序材料的低能激发。它们是有序相稳定性分析的关键元素，具有丰富的技术应用。最近，我们发现磁性纳米线的自旋波沿传播方向可能携带一定量的轨道角动量分量。这种螺旋，除了手征，自旋波的特点是有关的自旋波相位的空间调制跨越导线。然而，用常规磁场产生和控制这种模式仍然是一个挑战。在这里，我们通过适当地合成具有不同自旋波速度的两种磁性材料，提出了\textit{magnetic}螺旋相位板的第一个建议。全数值微磁学模拟表明，尽管退磁场的结构复杂，均匀的自旋波通过螺旋相位板达到所需的扭曲和传播所需的轨道角动量进一步。虽然来自有序相的激发可能具有扭曲，但磁化本身可以由于内部场而扭曲，并形成所谓的磁涡旋。我们指出这两种类型的磁现象之间的差异，并讨论它们可能的相互作用。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermo-magnonic diode: rectification of energy and magnetization currents
我们研究了两个耦合的宏自旋连接到热浴在不同温度下的动力学。该系统的行为类似于二极管，其仅允许能量和磁化电流在一个方向上传播。这种效应是由两个耦合的非线性振荡器与两个独立的水库相互作用的一个简单的模型。结果表明，整流现象可以解释为两个自旋振子的随机相位同步。与现实的微磁模拟的简要比较。这种新的效应在自旋热电子器件中产生了有前途的机会。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall
Magnetochiral Properties of Spin Waves Existing in Nanotubes with Axial and Circumferential Magnetization
我们报告的自旋波激发在个别22 nm厚的Ni80Fe20纳米管的直径约为150 nm的布里渊光散射（BLS）光谱的实验研究。在微波辐射下，我们解决了在纳米管中心的离散共振集范围从2.5到12.5 GHz。与最近的理论工作和微磁模拟相比，我们确定了不同的特征本征模取决于轴向，混合或涡旋配置。的混合和涡旋状态产生的模式与螺旋形的相位分布证实了一个不寻常的性质的模式归因于非互易自旋波。我们的研究结果提供了微观洞察管状自旋波纳米腔和磁手性效应的三维纳米磁学。
2022-04-27 cond-mat.mes-hall
Three-Dimensional Chiral Magnetization Structures in FeGe Nanospheres
Skyrmions，自旋螺旋，和其他手性磁化结构中的材料与固有的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用显示独特的性能，一直在薄膜几何形状的激烈研究的主题。在这里，我们研究的形成三维手征性磁化结构的FeGe纳米球通过微磁有限元模拟。尽管颗粒的尺寸是深亚微米，我们发现了令人惊讶的大量的不同的平衡态，即螺旋，meron，skyrmion，手性bobber和准饱和态。这些状态的分布总结在一个相图显示的基态作为外部场和粒子半径的函数。单个纳米颗粒中这种不寻常的可能磁化状态的多样性可能是多态存储器件的有用特征。我们还表明，磁偶极相互作用在这些系统中几乎可以忽略不计，这表明粒子可以在高密度排列，而不会经历不必要的耦合。
2020-07-12 cond-mat.mes-hall
An alternate model for magnetization plateaus in the molecular magnet V_15
从V_15中15个自旋为1/2的离子的反铁磁海森堡哈密顿量出发，构造了一个包含8个低阶态（自旋为1/2和自旋为3/2）耦合到声子池的有效自旋哈密顿量.数值求解了该系统的含时薛定谔方程，得到了含时磁场中磁化强度随温度的变化关系。随着磁场扫描速率和温度的变化，磁化强度呈现出不寻常的磁滞和平台模式。观察到的平台不是由于量子隧穿，而是热平均的结果。我们的结果与最近的实验观察是一致的。
2000-11-02 cond-mat.mes-hall
Helical Magnon Frequency Comb in Synthetic Antiferromagnetic Skyrmion Lattices
Shenzhen Technology University（深圳技术大学）；Shenzhen Key Laboratory of Ultraintense Laser and Advanced Material Technology, Center for Intense Laser Application Technology, and College of Engineering Physics, Shenzhen Technology University（深圳技术大学工程物理学院）；College of Applied Sciences, Shenzhen University（深圳大学应用科学学院）；The Center for Advanced Quantum Studies and School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；Key Laboratory of Multiscale Spin Physics, Beijing Normal University（北京师范大学多尺度自旋物理重点实验室）；School of Physics, Central South University（中南大学物理学院）
该研究以合成反铁磁斯格明子晶格为对象，结合解析建模与微磁模拟，揭示螺旋磁子边缘态与斯格明子回旋运动的非线性耦合可产生边缘局域的频率梳，证实层间反铁磁耦合可调控频率梳特性，为相干磁子信号处理提供新平台。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall
Precession dynamics of a small magnet with non-Markovian damping: Theoretical proposal for an experiment to determine the correlation time
实验技术的最新进展使得在飞秒时间尺度上操纵和测量磁化动力学成为可能，飞秒时间尺度与浴自由度的相关时间是相同的顺序。在磁化运动方程中，磁池的相关性用非马尔可夫阻尼来表示。为了发展基于超快磁化动力学的科学和技术，重要的是要了解磁化动力学如何依赖于相关时间。实验确定相关时间也很重要。本文研究了具有非马尔可夫阻尼的小磁体的进动动力学。扩展Miyazaki和Seki [J. Chem. Phys. 108，7052（1998）]的理论分析，在假设Gilbert阻尼常数较小的情况下，我们得到了对于任何相关时间值的进动角速度和有效阻尼常数的解析表达式。我们还提出了一个可能的实验来确定相关时间。
2022-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Electron-assisted magnetization tunneling in single spin systems
在过去的十年中，表面上单原子的磁激发已经被广泛地实验研究。最近，具有前所未有的磁稳定性的系统开始出现。在这里，我们提出了一个一般的理论研究稀土磁性原子暴露于晶体或配位场的各种对称性和交换散射与电子浴的稳定性。通过分析原子波函数的性质，我们表明，某些对称性和总角动量的组合是固有的稳定对第一次甚至更高阶的相互作用与电子。进一步研究了外加磁场对磁稳定性的影响。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall
Transport theory for electrical detection of the spin texture and spin-momentum locking of topological surface states
三维拓扑绝缘体的表面态呈现出自旋锁定于动量的螺旋自旋织构。然而，到目前为止，由于缺乏必要的自旋敏感测量，螺旋自旋织构的直接全电检测仍然难以捉摸。本文提出了一种利用自旋极化扫描隧道显微镜（STM）研究螺旋狄拉克电子自旋极化输运的一般理论。研究发现，与传统磁性材料不同，TI表面的隧穿电导中增加了一个由面内自旋织构决定的额外分量，这与自旋动量锁定有关.重要的是，这种额外的电导不寻常地依赖于磁化的STM尖端的空间方位角，这是从来没有在以前的STM理论进行。通过磁性掺杂打破TI表面的旋转对称性和时间反转，我们发现空间分辨电导的测量可以重建自旋织构的螺旋结构。此外，如果面内磁化纯粹由表面狄拉克电子的自旋轨道耦合引起，则可以提取SML角。我们的理论提供了一种替代的方法，而不是使用角分辨光电子能谱，电气识别TI表面上的螺旋自旋纹理。
2017-06-11 cond-mat.mes-hall
Excited quantum Hall effect: enantiomorphic flat bands in a Yin-Yang Kagome lattice
量子霍尔效应（QHE）是凝聚态物理中最具研究价值的课题之一。通常，QHE表现为基态，其时间反转对称性被磁化破坏以携带二维绝缘体周围的量化手性边缘电导率。本文提出了无内禀磁化的非平衡激发态QHE（EQHE）的概念和模型。它产生于两个对映体的相反的手征性的平面带之间的圆偏振光激发，每个原本支持一个螺旋拓扑绝缘状态托管在阴阳戈薇晶格。它的边缘状态的手性可以通过光的旋向来反转，而不是像传统的量子（反常）霍尔效应那样通过磁化方向来反转，为量子器件提供了一种简单的开关机制。讨论了EQHE在实际材料中的意义和实现。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Competitive helical bands and highly efficient diode effect in F/S/TI/S/F hybrid structures
本文提出了一种基于三维拓扑绝缘体上双铁磁超导岛的 F/S/TI/S/F 介观器件，通过调节单岛磁化控制超导二极管效率符号，并利用螺旋能带竞争贡献实现效率大幅提升。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin drift and diffusion in one- and two-subband helical systems
本文采用Rashba模型、线性Dresselhaus模型和立方Dresselhaus模型以及子带间自旋-轨道耦合模型，发展了二维电子气中自旋漂移和扩散的理论。额外的子带自由度引入了新的特性的持续自旋螺旋（PSH）动力学。如前所述，对于可忽略的子带间散射率，独立子带的磁化强度之和导致具有长自旋寿命的交叉PSH的棋盘图案。对于强子带间散射，我们的快速子带动力学模型作为一个新的随机变量，产生一个动力学集的两个子带的平均自旋轨道耦合。在这种情况下，交叉PSH变成各向同性，呈现具有短自旋寿命的圆形（贝塞尔）图案。此外，有限的漂移速度破坏了平行方向和横向方向之间的对称性，使图案变形和拖曳。我们发现最大自旋寿命随着漂移速度的增加而偏离PSH区。我们提出了这些情况下的近似解析解，并定义其有效域。讨论了磁场和初始包宽的影响。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall
Observation of a Majorana zero mode in a topologically protected edge channel
超导邻近配对的螺旋边缘模式，如那些拓扑绝缘体（TI），预计将提供一个独特的平台，实现马约拉纳零模式（MZM）。我们使用扫描隧道显微镜测量探测邻近诱导超导性和磁性的Bi（111）薄膜的螺旋铰链状态的影响，生长在超导Nb衬底和磁性Fe团簇装饰。与模型计算相一致，我们的测量揭示了出现在超导螺旋边缘通道和Fe团簇之间的界面上的局部MZM沿边缘具有强磁化分量。我们的实验还解决了MZM自旋特征，该特征将其与超导体中可能在零能量下意外出现的琐碎间隙状态区分开来。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetization of the Metallic Surface States in Topological Insulators
计算了拓扑绝缘体螺旋金属表面态的磁化强度。我们占一个小的次主导薛定谔片的存在下，除了占主导地位的狄拉克贡献的哈密顿量。这打破了粒子-空穴对称性。上狄拉克锥的横截面变窄，而下锥的横截面变宽。在纯狄拉克极限的磁化强度作为化学势（$μ$）的函数时，所看到的模式发生了位移;但是，霍尔平台的量子化仍然是半积分。这通过取磁化相对于$μ$的导数来验证。我们比较了我们的结果与那些当非相对论性的部分占主导地位的相对论性的贡献和量子化是积分。磁振荡的分析结果，其中我们包括一个一阶修正的比例，非相对论性的相对论性的磁能标度。我们的完全量子力学推导证实了半经典理论的预期，除了对预期相位的小修正。磁振荡的总振幅有变化。修改了丁格尔和温度因子。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall
Electrically controllable valence-conduction band reversals in helical trilayer graphene
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究揭示了螺旋三重层石墨中电子相互作用驱动的价带与导带周期性反转机制，通过磁阻抗检测发现锯齿状磁性转变及新的磁滞回线，揭示了电子相互作用对自旋、谷度和子晶格三种内部自由度的调控。
2026-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin injection from topological insulator tunnel-coupled to metallic leads
我们从理论上研究了二维和三维拓扑绝缘体（TI）隧道耦合到金属引线的螺旋边缘状态，并表明它们的输运性质受到接触的强烈影响，因为后者起着热浴的作用，并诱导TI的螺旋状态中的电子的阻尼和弛豫。一个简单的结构，产生一个纯自旋电流的外部电路提出。传递到外部电路的电流和自旋电流取决于特征长度之间的关系：由于隧穿的阻尼长度、接触长度以及在3D TI的情况下由动量散射引起的平均自由程和自旋弛豫长度。如果由于隧穿引起的阻尼长度是最小的，则电流和自旋电流在2D TI中与电导量子成比例，并且在3D TI中与电导量子乘以接触宽度与费米波长的比率成比例。
2013-07-12 cond-mat.mes-hall
Dissipative dynamics of a driven quantum spin coupled to a bath of ultracold fermions
我们探讨了动力学和驱动量子自旋耦合到一个浴的费米子，这可以实现与强烈不平衡的混合物的超冷原子使用目前可用的实验工具的稳态。射频驱动可用于诱导自旋状态之间的隧穿。由于量子自旋与环境的耦合，拉比振荡被修改，这导致频率重整化和阻尼。通过费什巴赫共振调节散射长度，可以广泛地调节旋浴耦合。当散射势产生束缚态时，通过调谐驱动频率，可以填充束缚态被填充的基态或束缚态为空的亚稳态。在后一种情况下，我们预测紧急反转的稳态磁化。我们的工作表明，不同的制度的耗散动力学可以探索与量子自旋耦合浴的超冷费米子。
2014-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
