Spin-accumulation induced magnetic texture in a metal-insulator bilayer
我们考虑了正常金属中的自旋积累对相邻磁绝缘体中的磁静力学和磁动力学的影响。特别是，我们专注于自旋积累和磁绝缘体的易磁化轴之间的任意角度。基于Landau-Lifshitz-Gilbert现象学和磁电子电路理论，我们发现磁织构扭曲成一种稳定的结构，这种结构被证明是由虚的或图像的畴壁结构描述的，即，铁磁体外的畴壁。我们表明，即使当自旋积累是垂直于各向异性轴，磁织构发展的一个组件平行于足够大的自旋偏置的自旋积累。这种平行分量的出现引起自旋霍尔磁电阻和非局域磁振子输运的阈值行为。该阈值可用于设计可在没有外部磁场的情况下操作的新型自旋电子器件和磁振子器件。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall
Spin current and accumulation generated by spin Hall insulator
利用Keldysh理论研究了自旋霍尔绝缘体（SHI）中电场产生的自旋电流和积累。与量子霍尔系统相反，一般没有无质量的边缘模式。通过SHI的金属态和导带/价带之间的杂化，在电极的接触附近产生自旋电流，但是被自旋的汇和源截断。然而，可以产生流出到连接到SHI的导体的自旋电流，以及由于泄漏电荷电流而在那里产生的自旋累积，这打破了时间反转对称性。
2005-05-18 cond-mat.mes-hall
Study Of Surface Spin-Polarized Electron Accumulation In Topological Insulators Using Scanning Tunneling Microscopy
报道了用镀铁钨针尖和载流硒化铋（$Bi_2Se_3$）样品进行扫描隧道显微镜实验的结果。已经观察到隧穿电流相对于通过$Bi_2Se_3$样品的偏置电流方向的变化的不对称性。认为这种不对称性是拓扑保护表面电流模中90度电子自旋动量锁定引起的表面自旋极化电子积累的表现。结果表明，锡掺杂增强了$Bi_2Se_3$样品表面自旋极化电子积累的表现。此外，在载流$Bi_2Se_3$样品中还观察到自旋相关态密度的出现。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall
Spin accumulation in disordered topological insulator thin films
拓扑绝缘体（TI）薄膜不同于更普遍研究的半无限体TI，因为前者具有顶表面和底表面，其中由于膜的有限厚度，位于不同表面的表面态可以彼此耦合。在存在面内磁化的情况下，TI薄膜显示出两个不同的相，这取决于表面间耦合或磁化强度中的哪一个更强。在这项工作中，我们考虑一个TI薄膜系统的面内磁化和数值计算所产生的自旋积累的两个表面上的膜由于面内电场的线性顺序。我们描述了一个数值方案进行久保计算计算中，我们包括杂质散射和顶点校正。我们发现，在垂直于磁化的面内方向上的两个表面上的自旋积累的总和，并在平面外的方向上，是反对称的费米能量的电荷中性点，是非零的，只有当顶部和底部TI表面之间的对称性被打破。一般来说，杂质散射减小了自旋积累的幅度，并且还可以在积累较小的费米能量处改变自旋积累的符号。
2016-09-09 cond-mat.mes-hall
Spin accumulation in asymmetric topological insulator thin films in out of plane magnetic fields
本文研究了非对称拓扑绝缘体（TI）薄膜系统在面外磁场和面内磁化作用下的面内电场自旋积累。TI薄膜与更典型地研究的厚TI系统的不同之处在于前者具有顶表面和底表面，其中由于有限厚度，位于两个表面处的状态可以彼此耦合。在典型的TI薄膜系统上的自旋扭矩实验中，薄膜的顶表面和底表面是不对称的，因为前者与铁磁层接触，而后者与非磁性衬底相邻。这可能导致顶表面状态和底表面状态经历的不同的（i）电势和（ii）磁化强度。我们表明，通过Kubo公式计算，这两种效应中的每一种都可以导致垂直于磁化方向的面内自旋积累，否则在上下对称的TI薄膜系统中不存在。这种自旋积累是由于零磁场等能量轮廓周围的自旋积累的反对称性被破坏而产生的。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall
Direct visualization of current induced spin accumulation in topological insulators
各种材料体系中的电荷-自旋转换是理解自旋-轨道电子学的基础，也是发展有效的磁化调控手段的关键。本文报道了在室温下用扫描光电压显微镜对Bi 2Se 3和BiSbTeSe 2拓扑绝缘体沟道边缘电流诱导自旋积累的直接空间成像。自旋极化沿着平面外方向，对于两个沟道边缘具有相反的符号。当改变电流方向时，自旋方向的累加值与电流方向相反，自旋信号与电流大小呈线性关系，表明我们观察到的现象是电流诱导效应。Bi_2Se_3和BiSbTeSe_2的自旋霍尔角分别为0.0085和0.0616。我们进一步图像的电流诱导的自旋积累在Pt重金属。我们的研究结果开辟了光学检测电流诱导的自旋积累的可能性，从而指向更好地理解自旋和圆偏振光之间的相互作用。
2018-05-29 cond-mat.mes-hall
Thermal spin current and spin accumulation at ferromagnetic insulator/nonmagnetic metal interface
从理论上研究了热梯度作用下铁磁绝缘层（FI）/铁磁金属（NM）双层膜附近的自旋电流注入和自旋积累。利用费米黄金法则和玻尔兹曼方程，我们发现由于磁振子的非平衡分布或磁振子与电子之间的非平衡引起磁振子发射和吸收的不平衡，FI和NM可以通过界面电子-磁振子散射交换自旋. FI中的温度梯度和/或FI/NM界面上的温度差产生自旋电流，该自旋电流从较热侧到较冷侧携带平行于FI的磁化的角动量。有趣的是，在NM中的温度梯度引起的自旋电流是微不足道的小，由于非平衡电子分布的非线性。结果与现有的实验结果吻合良好。
2016-03-03 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field switchable metal-insulator transitions in a quasi-helical conductor
我们研究了无序螺旋导体中的安德森局域化，这些导体是由具有自旋-轨道相互作用的一维导体和磁场，或由等效系统获得的。我们称这种导体为“准螺旋”，因为反向传播模式的自旋不是完全反平行的，并且具有小的自旋波函数重叠，该重叠可由磁场调谐。由于重叠，无序背散射是可能的，并允许本地化过渡。随着场的增加，导体可以通过两个局部化转变，一个是从常规局部化系统到准螺旋导体（局部化长度超过系统长度），另一个是在更高的场处再次到局部化状态，然而，这是由于在磁场诱导的伪间隙下方的反向散射。我们使用统一的两步重整化群方法研究这些跃迁。
2013-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photogalvanic effect in HgTe/CdTe topological insulator due to edge-bulk optical transitions
理论上研究了二维HgTe/CdTe量子阱拓扑绝缘体（TI）在频率高于平衡费米能级与导带底之差（THz范围）的圆偏振光照射下的特性。我们发现，电子-空穴的不对称性的结果在边缘和体状态之间的自旋相关的电偶极跃迁，我们预测的圆形光电流的发生。如果边缘状态隧道耦合到导体，则可以通过测量导体中的电动势（EMF）来检测光电流，电动势与光电流成比例。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Effect in Chiral Electron Systems: from Semiconductor Heterostructures to Topological Insulators
介观自旋-霍尔效应现象表现为在弹道导体的边缘或更一般地在具有变化的电子密度的区域中的非平衡自旋积累（由电流驱动）。本文回顾了我们最近对具有Rashba/Dresselhaus自旋轨道相互作用的弹道二维半导体异质结构中自旋积累的研究结果，并将以前发展的方法推广到预测三维拓扑绝缘体表面自旋-霍尔效应的存在.新的自旋-霍尔效应的主要区别在于它的大小，预计比半导体异质结构中的强得多。这是因为在半导体中，由于小的自旋-轨道相互作用而出现自旋累积，而自旋-轨道构成拓扑绝缘体的哈密顿量中的主导项。
2009-12-23 cond-mat.mes-hall
Three-terminal interface as a thermoelectric generator beyond Seebeck effect
我们研究热电输运通过接口与非弹性散射的量子理论，这已被广泛验证现有的理论。我们发现，在温度偏置下，而两个终端的导体-绝缘体界面的行为只作为一个热电阻，一个三端导体-绝缘体-导体界面可以作为一个发电机所造成的声子介导的电子散射与热电荷电流分离。与传统的热电材料不同，这种热电行为是由电子-声子散射驱动的界面的性质，而传统的热电材料是由塞贝克效应引起的体材料的性质。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall
Self-consistent model of spin accumulation magnetoresistance in ferromagnet-insulator-semiconductor tunnel junctions
在实验中，由于偏置电流从极化铁磁体隧穿而导致的顺磁半导体中的自旋积累表现为小的附加自旋相关电阻。我们描述了一个严格的模型，将电化学势分裂，自旋相关的注入电流，和施加的电压，可以用来模拟这个所谓的“3 T”信号作为温度，掺杂，铁磁体体自旋极化，隧道势垒功能和传导非线性，和结电压偏置的函数之间的必要的自洽性。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Magnetic field Characterization of edge currents in quantum spin Hall insulators
本研究计算了量子自旋霍尔绝缘体边缘的磁场，探讨了金刚石NV中心作为局部探针表征边缘态的潜力，发现带隙和费米速度影响磁场强度及自旋积累的可检测范围。
2024-11-18 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of spin accumulation and spin precession at room temperature in metallic spin valves
我们已经制作了一个多端的横向介观金属自旋阀证明自旋进动在室温下，使用隧道势垒结合金属铁磁电极作为自旋注入器和检测器。所观察到的调制的输出信号，由于自旋进动进行了讨论和解释的电子在扩散导体的飞行时间的实验。在Al条中获得的自旋弛豫长度lambda_{sf} =500 nm将使自旋相关的输运现象的详细研究成为可能，并允许在RT下探索电子自旋用于新电子应用的可能性。
2002-07-29 cond-mat.mes-hall
Coulomb Effects and Electron Transport Through a Coherent Conductor
我们分析了在库仑相互作用存在下，电子输运通过相对较短的相干导体。我们考虑到外部环境的影响，这样的导体的电流-电压特性进行评估。在我们的模型中，在大电导和低$T$的电导被抑制的一个通用的因素，这只取决于类型的导体。我们还认为，在T=0的系统"散射体+分流“可以是绝缘体或金属取决于它的总电阻是大于或小于$R_Q=h/e^2\approx 25.8$ k $Ω$。在金属相中，库仑能隙被量子涨落完全抑制。
2001-05-07 cond-mat.mes-hall
Spin diffusion and magnetoresistance in ferromagnet/topological-insulator junctions
研究了金属-铁磁体/拓扑绝缘体结中的自旋和电荷扩散。耦合扩散方程推导微扰相对于层间隧道的强度。我们计算自旋积累的铁磁体和结磁阻与沿界面的电流偏置。
2013-12-14 cond-mat.mes-hall
Non-linear spin to charge conversion in mesoscopic structures
受最近实验的启发[Vera-Marun等人，arXiv：1109.5969]，我们建立了量子相干导体中自旋输运的非线性理论。我们展示了如何一个介观收缩与能量依赖的传输可以转换成电信号的自旋积累注入的自旋电流，既不依赖于磁场，也不交换领域。当通过收缩的传输是自旋无关的，自旋-电荷耦合是非线性的，具有在累积中是二次的电信号。我们估计，门控介观收缩的灵敏度，允许检测积累远小于百分之一的费米能量。
2011-12-31 cond-mat.mes-hall
DMPK Equation for the Edge Transport of Quantum Spin Hall Insulator
利用随机矩阵理论研究了具有多个边缘态的量子自旋霍尔绝缘体在淬火无序存在下的边缘输运的系综统计。建立了适用于该系统的Dorokhov-Mello-Pereyra-Kumar方程。结果表明，二维量子自旋霍尔绝缘体是一种新型的一维量子导体，其系综统计与普通的一维量子导体或具有偶数Kramers边对的绝缘体不同.系综统计提供了一个物理表现的Z2分类的时间反转不变的绝缘体。
2009-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Fingerprints of bosonic symmetry protected topological state in a quantum point contact
本文研究了强磁场作用下双层石墨烯边缘玻色螺旋液体的量子点接触输运。我们识别了“确凿的”输运特征，以区分玻色子对称性保护拓扑（BSPT）态和费米子双通道量子自旋霍尔（QSH）态。特别是，一个新的电荷绝缘体/自旋导体相被发现为BSPT状态，而无论是电荷绝缘体/自旋绝缘体或电荷导体/自旋导体相预计为两个通道的QSH状态。因此，一个简单的输运测量将揭示双层石墨烯系统中玻色子拓扑物理的指纹。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-conservation of the valley density and its implications for the observation of the valley Hall effect
研究指出驱动谷霍尔效应的电场会破坏谷密度守恒，导致完全带隙绝缘体中无法观测到该效应，并在非完全带隙系统中推导了边缘谷密度积累的费米面公式。
2025-07-13 cond-mat.mes-hall
Cryogenic Characteristics of Graphene Composites -- Evolution from Thermal Conductors to Thermal Insulators
低温半导体电子学和超导量子计算的发展需要既能提供导热又能提供隔热的复合材料。我们证明，在低温下，石墨烯复合材料的热导率可以高于和低于参考原始环氧树脂的热导率，这取决于石墨烯填料的负载和温度。存在一个定义明确的交叉温度-高于该温度，复合材料的热导率随着石墨烯的添加而增加;低于该温度，热导率随着石墨烯的添加而降低。这种违反直觉的趋势可以通过低温下热传导的特殊性来解释：石墨烯填料既可以作为基质材料中声子的散射中心，也可以作为热的管道。我们提供了一个物理模型，解释了实验趋势的热边界电阻在低温温度和异常的热渗流阈值，这变得依赖于温度的增加的影响。所获得的结果表明，使用石墨烯复合材料在低温下去除热量和隔热组件的可能性-这是量子计算和低温冷却传统电子产品的重要能力。
2023-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface disorder as a cause for kinetic Rashba-Edelstein effect and interface Spin-Hall effect at the metal-insulator boundary
本文提出界面无序在金属-绝缘体边界引发动力学Rashba-Edelstein效应和界面自旋霍尔效应，这两种现象可在中等厚度器件中主导自旋密度与自旋流。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall
Tuning Charge Density Wave in the Transition from Magnetically Frustrated Conductor to Ferrimagnetic Insulator in Carbon Nanowire within Boron Nitride Nanotube
本研究发现锯齿形氮化硼纳米管中封装的线性碳链在打破对称性后，可在亚铁磁性与磁阻挫竞争下形成CDW态，通过蒙特卡洛模型确定最佳长度，较短结构呈现长程CDW且280K下亚铁磁稳定，为量子开关提供新可能。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin Superfluidity in Biaxial Antiferromagnetic Insulators
由于偶极相互作用很弱，反铁磁体可能表现出自旋超流性。我们试图建立这种现象发生在绝缘体，如NiO，这是一个很好的自旋导体根据以前的研究。研究了具有弱单轴各向异性的平面反铁磁绝缘体中的非局域自旋输运。各向异性通过创建电流必须克服的实质性阈值来阻碍自旋超流性。然而，我们表明，施加高磁场消除了反铁磁体的自旋翻转过渡附近的这个障碍。重要的是，自旋超流性可以持续许多微米，甚至在脏的样品中。
2017-03-29 cond-mat.mes-hall
Effective Hamiltonian theory for nonreciprocal light propagation in magnetic Rashba conductor
Rashba自旋-轨道相互作用通过引入电和磁自由度的混合而导致许多电磁互相关效应。在这项研究中，我们调查的磁性Rashba导体的光学性质，推导出一个有效的哈密顿量的基础上的时间路径积分形式主义。我们表明，有效的哈密顿量可以描述的环形和四极矩，一直认为在绝缘体多铁性的情况下。环向矩与Rashba场诱导的自旋规范场相一致。它通过诱导固有的自旋电流引起多普勒频移，导致与偏振无关的各向异性光传播（方向二色性）。另一方面，四极矩导致磁光现象，例如圆偏振波的法拉第效应。
2016-12-22 cond-mat.mes-hall
Van der Waals spin valves
我们提出了自旋阀，其中一个二维非磁性导体插入两个铁磁绝缘层之间。在该设置中，绝缘层的磁化的相对取向可以对2D导体的面内电导率具有强烈的影响。我们首先表明这是一个石墨烯双层，紧束缚模型描述，放置在两个铁磁绝缘体之间。在反平行配置中，带隙在狄拉克点处打开，而在平行配置中，石墨烯双层保持导电。然后，我们计算石墨烯双层之间的铁磁绝缘体CrI $_3$的两个单层的电子结构，使用密度泛函理论。与模型一致，我们发现，一个间隙打开狄拉克点，只有在反平行配置。
2018-04-09 cond-mat.mes-hall
Topological-Insulator and Spintronic Boundary Electrodynamics for MRI RF Coils: A Theoretical Framework for Loss, Noise, and Reciprocity
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文提出了一种理论框架，利用拓扑绝缘体和自旋电子学特性，改进MRI射频线圈的电磁学模型，以减少损耗、改变噪声机制并实现非互易性响应。
2025-12-16 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled Spin Extraction from Topological Insulator Surfaces
自旋-动量锁定是三维拓扑绝缘体（3DTI）表面态的一个重要性质，为自旋电子学的应用提供了新的途径。自旋-动量锁定的一个结果是由于施加的电场引起的表面自旋累积的诱导。在这项工作中，我们研究了这种电诱导自旋从其主机TI材料到相邻的常规，因此拓扑平凡，通常用于电子设备中的材料的提取。我们专注于有效的哈密顿量的铋基3DTI材料的${\rm Bi}_2{\rm Se}_3$家庭，和数值探索的几何形状提取电流诱导的自旋从TI表面。特别是，我们考虑一个设备的几何形状，其中侧袋连接到3DTI量子线的各个面，并表明它是可能的，以创建电流诱导的自旋积累在这些拓扑平凡的侧袋。我们进一步研究了这种自旋提取如何依赖于几何形状和材料参数，并发现电子空穴自由度可以用来控制所提取的自旋的极化由施加的栅极电压。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall
Long-Range Phonon Spin Transport in Ferromagnet-Nonmagnetic Insulator Heterostructures
研究了绝缘铁磁-非磁-铁磁异质结构中声子自旋输运。我们表明，自旋和声子之间的磁弹性相互作用导致非局域自旋转移磁铁之间。这种转移是由本地声子自旋电流介导的，并伴随着声子自旋积累。自旋电导依赖于非平凡的系统大小，并衰减超过毫米长度尺度的实际材料参数，远远超过磁振子自旋电流的衰减长度。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall
Characterizing spin transport: detection of spin accumulation via magnetic stray field
电导体中的自旋输运在很大程度上取决于两个材料参数-自旋扩散长度和自旋霍尔角。在金属中，这些通常通过探测磁体/金属异质结构中的磁阻来间接确定，假设界面性质的知识。我们建议剖析的电荷电流诱导的自旋霍尔自旋积累在金属中，通过检测相关的静态磁化产生的磁杂散场，作为一种直接的手段，确定自旋输运参数。我们评估的空间分布的杂散场，以及由充电电流产生的奥斯特场。因此，我们证明，这样的电荷电流诱导的自旋积累是在当代技术的检测极限。测量杂散场可以使得能够直接访问金属的自旋相关性质，从而为更好地和一致地理解其中的自旋输运铺平道路。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of the Spin Seebeck Effect at a Topological-Insulator/Ferromagnetic-Insulator Interface
自旋塞贝克效应是指相邻磁系统中热驱动自旋电流在金属中感应的电压信号。我们提出了一个理论的自旋塞贝克信号的情况下，支持的电压信号的导体是拓扑保护的二维表面态系统之间的界面铁磁绝缘体（FI）和拓扑绝缘体（TI）。我们的理论使用狄拉克模型的TI表面状态，并假设海森堡交换耦合TI准粒子和FI磁化。自旋Seebeck电压是由TI表面态在半无限热驱动FI表面散射非平衡磁振子粒子数引起的。我们的理论很容易推广到任何二维导体中的自旋塞贝克电压是交换耦合到表面的FI。使用Bi $_2$ Te $_3$和钇铁石榴石材料参数计算的表面态载流子密度依赖的信号强度与最近的实验是一致的。
2017-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superfluid Spin Transport through Easy-Plane Ferromagnetic Insulators
从理论上研究了具有易面各向异性的铁磁绝缘体中自旋的无耗散输运。我们考虑一个开放的几何形状，自旋电流注入到铁磁体从一侧的非平衡自旋积累的金属水库，并喷射到另一个位于下游的金属水库。自旋输运通过该设备的研究使用磁电电路理论，朗道-Lifshitz-吉尔伯特现象学，和微观线性响应理论相结合。我们讨论如何自旋超流性可以探测使用磁介导的电子拖动实验。
2014-09-05 cond-mat.mes-hall
All-electrical Magnon Transport Experiments in Magnetically Ordered Insulators
角动量输运是自旋电子学的基石之一。在磁有序系统中，自旋角动量不仅通过可动载流子传输，而且通过磁晶格的量子化激发传输。在这方面，磁有序绝缘体提供了一个平台，磁振子自旋输运实验没有额外的贡献，从自旋电流携带的移动电子。结合有限自旋-轨道耦合导体中的电荷-自旋电流转换过程，有可能在薄膜异质结构中实现全电磁振子输运方案。这篇评论提供了一个深入了解这样的实验和最近取得的突破。特别注意的是通过一个相邻的正常金属的磁有序绝缘体中的磁振子输运的自旋转移力矩的电荷电流为基础的操纵。此外，还讨论了反铁磁绝缘体中两种自旋相反的磁振子模对全电磁振子输运实验的影响。
2021-04-20 cond-mat.mes-hall
Edelstein and inverse Edelstein effects caused by the pristine surface states of topological insulators
用半经典方法研究了三维拓扑绝缘体的原始表面态引起的Edelstein效应。随机杂质散射和自旋动量锁定的无隙狄拉克锥的组合效应产生电流诱导的表面自旋积累与化学势和温度无关。将半经典方法与Bloch方程相结合，很好地解释了自旋泵激自旋流转化为电荷流的逆Edelstein效应。将详细阐述这些结果与各种实验的一致性。
2019-07-21 cond-mat.mes-hall
Coherent Single Spin Source based on topological insulator
我们报道了量子化纯自旋电流注入量子导体的情况。特别是，我们提出了一个按需单自旋源产生的周期性变化的栅极电压的两个量子点连接到一个二维的拓扑绝缘体通过隧道势垒。由于拓扑绝缘体的螺旋状态的性质，每个周期可以泵出一个或几个{ \it自旋对}，从而产生纯量子化的交变自旋电流。根据两个栅极电压之间的相位差，该器件可以用作按需单自旋发射器或单电荷发射器。同样由于拓扑绝缘体的螺旋性，单个自旋发射体或电荷发射体是无耗散的并且不受紊乱的影响。所提出的单自旋发射体可能是未来自旋电子器件的重要组成部分。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall
Screening effect in Spin-Hall Devices
自旋霍尔杆的定态研究的变分方法，包括非平衡屏蔽效应的框架。考虑到自旋翻转弛豫和由于发电机和全局电荷守恒引起的全局约束，执行系统中耗散的功率的最小化。计算是在可忽略的自旋翻转散射和强自旋翻转散射的近似下进行的。在这两种情况下，自旋积累和纵向和横向的纯自旋电流的表达式推导解析。由于德拜-费米屏蔽长度的值很小，自旋累积在$y$中（穿过器件）是线性的，在发电机施加的电场中是线性的，并且与非简并导体的温度成反比。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Effect Induced Spin Transfer Through an Insulator
当电荷电流通过表现出自旋霍尔效应的正常金属时，自旋在横向方向上累积在样品的边缘。我们预测，这种自旋积累，或自旋电压，使量子隧穿自旋通过绝缘体或真空到达铁磁体没有转移电荷。在一个正常的金属/绝缘体/铁磁绝缘体三层（如Pt/氧化物/YIG），量子隧穿解释了自旋转移力矩和自旋泵随绝缘体的厚度呈指数衰减。在正常的金属/绝缘体/铁磁金属三层（例如Pt/氧化物/Co）中，自旋转移一般不随绝缘体的厚度单调衰减。结合自旋霍尔磁电阻，这种隧穿机制点的可能性，一种新型的隧道光谱，可以探测磁振子态密度的铁磁绝缘体在一个全电和非侵入性的方式。
2016-08-20 cond-mat.mes-hall
Dynamics of electric charge transport and determination of the percolation insulator-to-metal transition in polyvinyl-pyrrolidone / nano-graphene platelet composites
采用宽带介电谱（Broadband介电谱）研究了不同分散度纳米石墨烯片晶（NGP）负载聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的介电性能。探讨了复介电常数和动态交流电导率作为频率，温度和成分的函数。浓度依赖性的绝缘体到导体的过渡跟踪通过依赖性的直流电导率和发病的色散交流交流电导率。介电谱的温度演化，低于和高于分数阈值表现出不同的动力学和标志的临界逾渗阈值。逾渗是由量子渗透的有效势垒设置的聚合物基体平行于NGP的物理接触的导电操作，根据预测的系统组成的半导体矩阵和分散的导电夹杂物。
2017-04-29 cond-mat.mes-hall
Towards the insulator-to-metal transition at the surface of ion-gated nanocrystalline diamond films
空穴掺杂可以通过硼替代或场效应晶体管中的载流子积累来控制金刚石的导电性。在这项工作中，我们结合这两种方法来研究绝缘体到金属的过渡在纳米金刚石薄膜的表面。有限的硼掺杂强烈地增加了相对于本征金刚石可以静电诱导的最大空穴密度。离子门推动膜表面的电导率远离可变范围跳跃制度，并进入量子临界制度。然而，由于不可忽略的表面粗糙度，和额外的散射中心的离子门的引入，强大的内在表面无序的组合，防止表面积累层达到金属制度。
2020-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport between metals and magnetic insulators
我们推导了由温度差、自旋积累或磁场驱动的通过铁磁绝缘体和正常金属界面的涨落介导的自旋共线输运的Onsager响应矩阵。我们预测了磁振子压缩自旋流、磁振子冷却（磁振子Peltier效应）、温度诱导磁化（热磁场）以及普适自旋Seebeck/Peltier系数。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inelastic electron tunneling spectroscopy of local "spin accumulation" devices
我们调查的起源，所谓的“自旋积累”信号中观察到的本地“三端”（3 T）测量铁磁/绝缘体/n-Si隧道结使用非弹性电子隧穿光谱（IETS）。电压偏置和磁场依赖的IET谱被发现占主导地位的贡献3 T磁阻信号，从而表明它产生于非弹性隧穿通过杂质和缺陷在结界面和势垒内，而不是从自旋积累由于纯弹性隧穿到体硅如先前已假设。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Pumping of Quasiequilibrium Bose-Einstein Condensed Magnons
本文从理论上研究了半导体与绝缘体直接接触时，准平衡玻色-爱因斯坦凝聚磁振子系统之间的自旋转移。虽然电荷转移被禁止跨越界面，自旋输运产生的绝缘体和导体自旋之间的交换耦合。在正常的绝缘体相，自旋输运仅由热梯度和自旋扩散梯度的存在下，玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的存在下，同时，引起一个温度无关的凝聚自旋流。取决于系统的热力学偏置，自旋可以沿任一方向穿过界面，从而产生磁振子动态相变的可能性。我们讨论了实验的可行性观察BEC稳定状态（煽动的自旋塞贝克效应），这是比较熟悉的自旋转移引起的经典不稳定性。
2013-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Magnetic Response in the Holographic Insulator/Superconductor Transition
我们研究了具有绝缘“正常”相的全息超导体的磁响应。这些材料可以实现为一个CFT紧化的一个圆，这是对偶的AdS孤子几何。我们研究了i）磁场和ii）圆上Wilson线的响应。磁场导致涡旋的形成，并允许人们推断超导体是II型的。对威尔逊线的响应是Aharonov-Bohm类效应。这些在全息导体/超导体转变中被抑制，但是相反，它们在绝缘体情况下未被抑制。因此，全息术预测一般绝缘体比导体显示更强的Aharonov-Bohm效应。在流体力学极限下，AdS孤子被解释为超固体。我们的研究结果表明，超固体显示未抑制Aharonov-Bohm（或“Sagnac”）效应-比超流体更强。
2012-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Fermi sea topology and boundary geometry for free particles in one- and two-dimensional lattices
Facultad de Ingeniería y Ciencias Agrarias, Pontificia Universidad Católica Argentina（阿根廷天主教宗座大学工程与农业科学院）；Departamento de Física Teórica de Interacciones Fundamentales y Sistemas Complejos, Laboratorio Tandar, Comisión Nacional de Energía Atómica（国家原子能委员会基础相互作用与复杂系统理论物理部坦达尔实验室）
研究一维和二维晶格中自由粒子的费米海拓扑与边界几何，通过分类导体和绝缘体的拓扑结构，揭示其在不同几何背景下的物理特性。
2026-01-12 cond-mat.mes-hall hep-th
Non-linear conductivity and quantum interference in disordered metals
我们报道了一种新的非线性电场效应在无序导体的导电性。我们发现，电场引起的粒子-空穴通道中的退相，这抑制了由于无序和相互作用的干扰效应，并导致非线性电导率。这种非线性效应引入了场依赖的温度标度$T_E$，并提供了在金属-绝缘体转变处的电场缩放的微观机制。我们还研究了非线性电导率的磁场依赖性，并提出了可能的方法来实验验证我们的预测。这些效应提供了一个新的探针来测试量子干涉在无序导体的金属-绝缘体转变中的作用。
1999-05-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
A three-dimensional spin-diffusion model for micromagnetics
我们实现了一个有限元方案，解决了兰道-Lifshitz-吉尔伯特方程耦合到一个扩散方程占自旋极化电流。后者不仅解决了磁性材料中的自旋积累，而且解决了超导导体中的自旋积累。所提出的方法结合了Slonczewski的模型描述的自旋扭矩在磁性多层膜以及张和李的模型描述的电流驱动的畴壁运动。此外，它能够解决自旋积累的时间演化，或者通过选择足够大的时间步长以绝热方式处理它。
2015-05-18 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Intrinsic spin accumulation in the magnetic spin Hall effect
Institute of Scientific and Industrial Research, The University of Osaka（大阪大学理工学研究院）
该研究揭示了磁性绝缘体中自旋电流的内在积累机制，通过自旋轨道耦合和非列线磁性效应，推导出自旋积累的通用公式，并应用于RuO₂和MnF₂等材料。
2025-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin driven emergent antiferromagnetism and metal insulator transition in nanoscale p-Si
特别是在薄膜、表面和界面中，电荷、自旋和轨道自由度的纠缠可以引起涌现行为。通常，表现出这些性质的材料需要大的自旋轨道耦合。我们假设，涌现的行为也可以发生由于自旋，电子和声子相互作用，在广泛研究的简单材料，如硅。也就是说，大的内在自旋轨道耦合不是涌现行为的基本要求。中心假设是当样品的尺寸之一是相同的顺序（或更小）的自旋扩散长度，然后非平衡自旋积累由于自旋注入或自旋霍尔效应（SHE）将导致出现在非铁磁半导体相变。在本实验工作中，我们报道了Pd（1 nm）/Ni_（81）Fe_（19）（25 nm）/MgO（1 nm）/p-Si（~400 nm）薄膜样品中自旋介导的突现反铁磁性和金属绝缘体相变。通过Rashba自旋-轨道耦合介导的自旋-霍尔磁电阻行为观察到p-Si中的自旋-霍尔效应，提出自旋积累和由此产生的涌现行为的原因。从纵向三次谐波电压的发散行为中发现了相变的相变现象，它与热导率和热容有关。
2017-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin current injection at magnetic insulator/superconductor interfaces
与获得自旋电流传播的磁有序要求的共同想法相反，没有磁有序的材料也被揭示为有效的自旋导体。在这项工作中，我们研究的自旋电流注入之间的磁性绝缘体和超导体的界面。我们主要感兴趣的是顺磁性绝缘体/超导体界面，然而，我们的模型也描述了铁磁相。我们用Schwinger玻色子理论描述磁绝缘体，用标准BCS理论处理超导层。在正常金属极限下，我们的结果与预期的结果一致。例如，我们发现了正确的自旋电流行为$I\approx T^{3/2}$在低温下。此外，由于超导准粒子的相干性，我们的模型在接近超导体转变温度的温度下显示出明显的自旋电流注入峰。研究了磁场在自旋电流注入中的作用。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
