Spin precession in a fractional quantum Hall state with spin-orbit coupling
基于单粒子理论方法的概念来实现自旋器件的实验尝试还不是很成功。这就提出了一个基本问题，即在平面电子自旋电子器件中，电子间的相互作用是否可以忽略不计。本文报道了在Bychkov-Rashba型自旋-轨道相互作用下量子霍尔态自旋组态的多体方法研究结果。虽然发现该系统的某些特性非常适合在自旋设备中开发，但其他特性似乎限制了其适用性。然而，后者可以针对器件性能进行优化。
2005-04-12 cond-mat.mes-hall
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
Spin precession and spin Hall effect in monolayer graphene/Pt nanostructures
自旋霍尔效应作为自旋逻辑运算中的一种有前途的现象，在没有铁磁体的情况下迅速发展。然而，到目前为止，在室温下金属系统中检测到的电信号的大小并不令人印象深刻。在这里，我们证明了两个数量级的增强信号在单层石墨烯/Pt设备相比，他们的完全金属对应物。这种增强部分源于有效的自旋注入和石墨烯的大电阻率，但我们也观察到Pt中100%的自旋吸收，并发现高达0.15的异常大的有效自旋霍尔角。大的自旋-电荷转换使我们能够在磁场存在下研究石墨烯中的自旋进动。此外，通过开发一个分析模型的基础上的一维扩散自旋输运，我们表明，在石墨烯的有效自旋弛豫时间可以准确地确定使用（逆）自旋霍尔效应作为检测手段。这是充分理解自旋霍尔器件中自旋吸收后果的必要步骤，已知自旋霍尔器件抑制金属和石墨烯系统中的有效自旋寿命。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Probing spin entanglement by gate-voltage-controlled interference of current correlation in quantum spin Hall insulators
我们提出了一种纠缠探测器，它由两个量子自旋霍尔绝缘体和一个沉积在边缘通道上的侧门组成。在交流栅压下，纠缠电子对贡献的微分噪声呈现出非平凡的阶跃结构，由此可以很容易地得到自旋纠缠的纠缠度。量子自旋霍尔绝缘体中可能的自旋退相效应也包括在内。
2014-05-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-Orbit Coupling and Time-Reversal Symmetry in Quantum Gates
研究了自旋轨道耦合对两个单电子量子点交换作用产生的量子门的影响。当电子在点之间隧穿时，自旋轨道耦合作为小的自旋进动进入。对于绝热脉冲，所得到的门由作用于两个量子比特的四维希尔伯特空间的幺正算子描述。如果进动轴是固定的，时间对称脉冲将可能的门的集合约束为当与单量子比特旋转组合时可以在简单的CNOT构造中使用的那些门。偏离时间对称脉冲破坏了这种结构。时间不对称性的影响进行了研究，通过数值积分的薛定谔方程使用适当的GaAs量子点的参数。所实施的门从所需的形式的偏差示出成比例的无量纲措施的自旋轨道耦合和时间不对称的脉冲。
2003-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous spin precession and spin Hall effect in semiconductor quantum wells
自旋-轨道（SO）相互作用对位置算符（称为反常位置算符）给出自旋相关修正r_so。本文研究了在具有强能带结构SO相互作用的准二维半导体量子阱中，rso对自旋霍尔效应（SHE）的贡献。在SHE中的斜散射和侧跳散射项消失，但我们确定了两个额外的条款，由于rso，这在文献中还没有考虑到。一个项反映了由于外部电场（场驱动量子阱中的电流）的作用而引起的自旋进动的修改，其通过r_so产生垂直于量子阱平面的有效磁场。另一项反映了由于随机杂质产生的电场的作用而对自旋进动的类似修改，并出现在玻恩近似的仔细公式中。我们把这两种效应统称为反常自旋旋进，我们注意到它们对SHE的贡献在SO耦合常数中为一阶，尽管它们在形式上看起来是二阶的。在具有弱动量散射的电子系统中，由于外电场引起的反常自旋进动的贡献相当于通常侧跳SHE的1/2，而附加的杂质依赖的贡献取决于能带结构SO耦合的形式.对于波矢线性的能带结构SO，这两个附加贡献抵消。对于波矢为立方的能带结构SO，只存在由于外部电场的贡献，并且可以通过其密度依赖性来检测。在2D空穴系统中，两种反常自旋进动的贡献完全消失。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall
Graphene-based quantum Hall interferometer with self-aligned side gates
本文提出通过刻蚀窄沟槽制备自对准石墨烯侧栅量子点接触，解决石墨烯零带隙导致的短路难题，并成功构建量子霍尔干涉仪。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topologically protected quantum gates for computation with non-Abelian anyons in the Pfaffian quantum Hall state
我们扩展了Das Sarma等人最近提出的使用Pfalan量子霍尔态的拓扑量子计算方案，在某种程度上，可能潜在地允许拓扑保护构造一组通用的量子门。我们首次构造了一个完全基于Pfronan量子比特的准空穴编织的拓扑保护的受控非门。除了pi/8门之外，所有单量子位门也都是通过准孔编织显式实现的。代替pi/8门，我们试图构建一个拓扑保护的Toffoli门，在受控相位门和CNOT方面，或者通过基于辫子群的受控Z前体。我们还给出了Bravyi-Kitaev双量子比特门g_3的拓扑保护实现。
2006-11-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Voltage controlled spin precession in InAs quantum wells
在这项工作中，我们研究自旋扩散InAs量子阱与Rashba自旋轨道耦合调制的栅极电压。在不同温度下的自旋扩散的栅电压依赖性进行了研究，明确包括所有的散射。我们的结果部分支持了Koo { \it et al.} [Science { \bf 325}，1515（2009）]。我们还表明，在这样的系统中的散射起着重要的作用，自旋扩散。
2010-12-01 cond-mat.mes-hall
Scanning Gate Spectroscopy of transport across a Quantum Hall Nano-Island
我们探讨了通过一个超小量子霍尔岛（QHI）形成的封闭量子霍尔边缘态和连接到传播边缘通道通过隧道势垒的输运。扫描门显微镜和扫描门光谱被用来首先定位，然后研究一个单一的QHI附近的量子点接触。在光谱中库仑钻石的存在证实了库仑阻塞控制着穿过QHI的输运。通过改变显微镜尖端的偏压以及整个设备的电流偏置，我们发现了QHI离散能谱所产生的电子约束，我们提取的约束势和边缘状态的速度的梯度的估计。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantitative theory of backscattering in topological HgTe and (Hg,Mn)Te quantum wells: acceptor states, Kondo effect, precessional dephasing, and bound magnetic polaron
我们提出的理论和数值计算的背散射率决定的受主空穴或Mn自旋在碲化汞和（Hg，Mn）Te量子阱中的量子自旋霍尔制度。各向异性的s-p和sp-d交换相互作用，近藤耦合，Luttinger液体效应，进动退相，和绑定磁极化子的作用是量化的。所测得的HgTe和（Hg，Mn）Te量子阱电导的大小和温度关系与实验结果一致。
2023-02-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Flying electron spin control gates
“飞行”（或移动）自旋量子位的控制是芯片上远程位置之间量子信息的操纵和交换的重要功能。典型地，基于电场或磁场的门提供了必要的扰动，用于全局地或在明确定义的位置处对其进行控制。在这里，我们演示了通过与自旋一起移动的非接触式门动态控制移动电子自旋。这个概念是利用电子自旋被捕获和传输的移动势点定义的表面声波（SAW）。由SAW振幅设定的电子捕获位点处的SAW应变充当非接触式可调谐门，其经由自旋-轨道相互作用控制飞行自旋的进动频率。我们发现，在移动点的进动控制的程度超过了以前报道的结果由一个数量级的不受约束的运输，以及占的自旋轨道相互作用的应变贡献的理论模型。这种飞行自旋门允许实现基于电子自旋输运的声学驱动的光学偏振调制器，这是具有光子接口的片上自旋信息处理的关键要素。
2021-11-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Local gating of a graphene Hall bar by graphene side gates
我们研究了具有额外石墨烯侧栅的单层石墨烯霍尔棒的磁输运性质。在没有磁场的情况下，侧选通可以通过考虑霍尔条内的两个平行导电通道来建模。这导致侧门产生的场的平均穿透深度约为100mm。90 nm。侧栅极在量子霍尔机制中也是有效的，并且允许修改纵向电阻和霍尔电阻。
2007-09-19 cond-mat.mes-hall
Spin Hall and spin swapping torques in diffusive ferromagnets
从量子动力学方法出发，导出了考虑非本征自旋-轨道耦合的铁磁体中电荷-自旋耦合动力学的广义漂移-扩散方程，包括自旋和反常霍尔效应、自旋交换、自旋进动和弛豫过程等主要输运现象.我们认为，在铁磁体中的自旋交换效应是由于自旋极化增强，而整体自旋纹理的自旋轨道和自旋进动效应的相互作用引起的显示复杂的空间依赖性，可以利用产生扭矩和核/传播域壁中心对称的几何形状，而不使用外部偏振器，而不是传统的理解自旋轨道介导的扭矩。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall
Non-Abelian gauge field effects and its relevance to spinning particle dynamics in the technology of spintronics
本文将具有自旋轨道效应的凝聚态系统中自旋矢量关于k空间有效磁场的进动形式化地描述为电子波函数的局域变换，这种局域变换必然需要SU（2）变换规则来保证协变性。我们证明了自旋规范场对自旋粒子运动产生影响的先决条件是“无旋进”。自旋规范场对自旋粒子运动的影响在经典图像和量子图像中都表现出一致性，从而为反常Hall、自旋Hall、自旋矩、光学马格努斯、几何量子计算中的重要效应提供了理论解释.
2007-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mapping the phase diagram of the quantum anomalous Hall and topological Hall effects in a dual-gated magnetic topological insulator heterostructure
我们使用双栅极磁性拓扑绝缘体异质结构中的磁输运绘制出拓扑霍尔和量子反常霍尔效应的相图作为化学势（主要由背栅电压决定）和非对称势（主要由顶栅电压决定）的函数。包括表面态和价带量子阱态的理论模型允许的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和载流子密度与栅极电压的变化的评价。实验和理论之间的定性协议提供了强有力的证据，拓扑霍尔效应的存在，在研究系统中，开辟了一条新的路线，理解和操纵手征磁自旋纹理在真实空间。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall
Rashba precession in quantum wires with interaction
计算了自旋沿一维量子信道运动时的Rashba旋进，考虑了库仑相互作用。Tomonaga-Luttinger模型是在存在自旋轨道散射的情况下制定的，并通过玻色化求解。随着载流子密度的降低，相互作用强度的增加，由于自旋速度比费米速度低，自旋旋进和名义Rashba参数增加。这一结果可以解释所观察到的显着变化的自旋分裂上施加的栅极电压，估计影响界面电场在异质结构中只有很少。
2001-11-02 cond-mat.mes-hall
Resonant Precession of Magnetization and Precession -- Induced DC voltages in FeGaB Thin Films
本文报道了非晶Fe_{78} Ga_{13} B_{9}（FeGaB）合金薄膜的频率相关铁磁共振（FMR）和自旋抽运驱动直流电压（V_{dc}）的测量结果，以研究金属铁磁体平膜中的自感反自旋霍尔效应（ISHE）现象。场反转时反对称的V_{dc}信号包括以谐振场为中心的对称和非对称洛伦兹。薄膜尺寸效应的主导作用被认为是在设置静态磁化强度，V_{dc}和动态的磁化旋进在较薄的膜（\leq 8 nm）的大小。磁化参数的膜厚度依赖性表明在膜-衬底界面处存在磁无序区域，这可以促进由旋进磁化朝向衬底产生的自旋的优先流动。然而，V_{dc}信号还从这些膜的\approx 0.4 \%各向异性磁阻和大（\approx 54 nΩ.m）异常霍尔电阻率（AHR）的整流效应中提取贡献，所述整流效应骑在膜-衬底界面附近的自旋-轨道耦合驱动的自旋-电荷转换的效应上。我们已经解决了这些数据的铁磁薄膜受到射频场在共面波导几何形状的电动力学的现有理论的框架。我们对AHR为54 nΩ.m的样本的自感ISHE的估计表明，它可能对测量的对称电压有显着贡献（\approx 90\%）。这一研究结果对于全面理解具有无序界面和大反常霍尔效应的金属铁磁体中自旋抽运感应直流电压具有重要意义。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Mach-Zehnder interferometer with spin-resolved quantum Hall edge states
我们实现了一个纳米尺度区域马赫-曾德尔干涉仪与共同传播的量子霍尔自旋分辨边缘状态，并证明了持续的门控量子干涉振荡，作为一个功能的应用磁场，在相对较大的温度。顶栅磁性纳米指阵列用于在自旋分辨边缘状态对之间诱导共振电荷转移。为了解释作为磁场和栅极电压的函数测量的振荡模式，我们已经开发了一个简单的理论模型，令人满意地再现数据。
2015-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ferromagnetic resonance phase imaging in spin Hall multilayers
利用时间分辨反常能斯特效应显微镜（TRANE）对自旋霍尔多层膜样品的磁旋进相位进行了实验成像，研究了样品的射频驱动场矢量。我们的铁磁共振（FMR）测量量化的相位和振幅的磁进动和电流，这使我们能够建立总的驱动场的方向和自旋霍尔效应的强度。在均匀宽度的沟道中，我们观察到横向穿过沟道的FMR相位的空间变化。我们解释我们的研究结果的背景下，使用自旋转移矩铁磁共振技术的电测量，并表明，所观察到的相位变化引入了系统的校正到自旋霍尔角，如果空间相位和振幅的变化不考虑在内。
2015-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The quantum Hall effect under the influence of a top-gate and integrating AC lock-in measurements
低频交流测量通常用于确定通过介观器件的电压和电流。我们计算的效果上记录的时间平均电压在存在的顶栅覆盖了很大一部分的设备上的交变霍尔电压。栅极保持恒定电压，而霍尔电压使用积分交流锁定技术记录。由此产生的霍尔曲线在两个整数平台之间的算术平均值处显示拐点，这不一定与朗道能级内的态密度分布有关。
2009-05-20 cond-mat.mes-hall
Gate-Defined Graphene Quantum Point Contact in the Quantum Hall Regime
我们研究了量子霍尔机制下栅极石墨烯量子点接触的输运。限制在石墨烯片中的p和n区域的界面的边缘状态从样品的相对侧可控地聚集在一起，并允许在这种分裂栅几何结构中混合。在预期的量子霍尔特征中，我们观察到了一个意想不到的额外平台，其速度为0.5 h/e^2。我们建议，混沌混合的边缘通道引起额外的高原。
2010-10-10 cond-mat.mes-hall
Weak anti-localization of two-dimensional holes in germanium beyond the diffusive regime
栅极可控的自旋轨道耦合通常是自旋电子器件的一个必要条件。对于实际的自旋场效应晶体管，另一个基本要求是弹道自旋输运，其中自旋进动长度短于平均自由程，使得栅极控制的自旋进动不会因无序而随机化。在这封信中，我们报告了一个门诱导的交叉从弱本地化到弱反本地化的高迁移率的二维空穴气在应变锗量子阱的磁阻的观察。从磁阻，我们提取的相位相干时间，自旋轨道进动时间，自旋轨道能量分裂，立方Rashba系数在一个很宽的密度范围。随着空穴密度的增加，迁移率和平均自由程增加，而自旋进动长度由于越来越强的自旋轨道耦合而减小。当密度变得大于$\sim6\times 10^{11}$ cm $^{-2}$时，自旋进动长度变得小于平均自由程，并且系统进入弹道自旋输运状态。我们还报告在这里的数值方法和代码开发用于计算的磁阻在弹道制度，其中常用的HLN和ILP模型分析弱本地化和反本地化是无效的。这些结果为硅兼容的自旋电子器件铺平了道路。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall
Luminescence imaging of photoelectron spin precession during drift in p-type GaAs
使用一个微加工的p型GaAs霍尔棒，它表明，共面电场和磁场的组合应用，使观察在50 K的空间振荡的光致发光圆偏振由于漂移自旋极化光电子的进动。观察这些振荡作为电场E的函数，给出了少数载流子漂移迁移率的直接测量，并揭示，对于E = 800 V/cm，自旋相干性在25μm的长度上保持不变。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall
Gate-dependent non-linear Hall effect at room temperature in topological semimetal GeTe
本文实验研究了拓扑半金属GeTe中室温下栅压依赖的非线性霍尔效应，发现尽管厚样品中载流子浓度对栅压不敏感，但Berry曲率偶极子可通过栅极电场调控，为零频宽带整流应用提供可能。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled conductance enhancement from quantum Hall channels along graphene p-n junctions
使用各种接触和栅极几何形状的量子霍尔通道内的石墨烯块的形成进行了研究。沿样品的纵向产生pn结，并且在双极掺杂的情况下，由于在体中形成新的导电沟道，观察到增强的电导，所述沟道的位置、传播方向以及在一种几何形状中与电极的耦合由器件两端的栅极控制填充因子确定。这种效应可以用来探测量子霍尔通道的行为和相互作用，以防止边缘处不受控制的散射。
2016-06-26 cond-mat.mes-hall
Long-range entanglement for spin qubits via quantum Hall edge modes
我们提出并分析了一个方案，用于执行一个长距离纠缠门的量子比特编码的电子自旋被困在半导体量子点。我们的耦合利用了单重态-三重态量子比特的状态依赖电荷配置与量子霍尔液滴的边缘模式之间的静电相互作用。我们表明，远距离的单重态-三重态量子比特可以选择性地耦合，门时间可以比量子比特退相时间短得多，并且由于耦合到边缘模式而比退相干快。根据最近的实验参数，我们认为，在原则上可以实现99%以上的双量子比特纠缠门只需20 ns。
2017-09-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of quantum-Hall effect in gated epitaxial graphene grown on SiC (0001)
采用高温升华法在半绝缘4 H-SiC衬底的Si面上制备了石墨烯外延薄膜。通过插入完全氧化的纳米薄铝膜作为籽晶层，随后进行原子层沉积工艺，在外延石墨烯上实现高k栅极堆叠。外延石墨烯膜的电性能在栅极叠层形成之后得以维持而没有显著的退化。在低温下，观察到霍尔电阻中的量子霍尔效应以及SiC（0001）上的栅极外延石墨烯的对角磁阻中的显著的Shubnikov-de Hass振荡。
2009-10-29 cond-mat.mes-hall
Manipulating quantum Hall edge channels in graphene through Scanning Gate Microscopy
我们展示了量子霍尔边缘通道的背散射在一个狭窄的石墨烯霍尔酒吧的证据，诱导的扫描门显微镜，我们可以定位与纳米精度的导电尖端的门控效应。我们表现出完全控制的边缘通道，并能够，由于尖端电位的空间变化，以分离共同传播的边缘通道中的霍尔酒吧，创建不同的载流子密度，尚未观察到在基于顶栅或分裂栅的设备之间的区域的结。相应的量子散射问题的解决方案，以证实这些结果，并讨论了可能的后续实验。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall
Tunable transmission of quantum Hall edge channels with full degeneracy lifting in split-gated graphene devices
量子霍尔机制中的载流子通过沿二维电子气边缘形成的一维导电通道传播。通过门可调收缩（也称为量子点接触（QPC））控制它们的传输是许多相干传输实验的基础。然而，在石墨烯中，由于在栅电极下方形成pn结，电子和空穴边缘沟道沿着所述结共同传播和混合，从而使收缩部短路，因此定制具有静电栅极的QPC仍然具有挑战性。在这里，我们表明，由于朗道能级的完全简并提升，这种电子-空穴混合在高迁移率氮化硼/石墨烯/氮化硼范德华异质结构中急剧减少，从而实现具有全沟道夹断的QPC操作。我们证明了门可调的选择性传输的量子霍尔边缘通道通过QPC，无论是在整数和分数量子霍尔制度。石墨烯范德瓦尔斯异质结构中边缘通道传播的这种门控打开了石墨烯的整数和分数量子霍尔制度中的量子霍尔干涉和电子量子光学实验的大门。
2017-03-05 cond-mat.mes-hall
Rashba spin-orbit coupling and spin precession in carbon nanotubes
从理论上分析了碳纳米管中的Rashba自旋轨道耦合及其对自旋相关输运性质的影响。我们专注于清洁的非相互作用的纳米管与可调数量的子带$N$。奇特的能带结构示出允许在原则上作为栅极电压的函数的隧穿磁阻的Datta-Das振荡行为，尽管存在多个频带。我们讨论的条件观察Datta-Das振荡的碳纳米管。
2005-09-07 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled transmission of quantum Hall edge states in bilayer graphene
二维电子气的量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的边缘态是研究体激发的关键。在这里，我们展示了双层石墨烯中边缘态的受控传输。由一个独立的门控制，边缘模式的后向散射率连续调谐从0到接近1，与分数量化值对应的个别模式的顺序完整的后向散射。我们的实验证明了在双层石墨烯中可控地操纵边缘态的可行性，从而为更复杂的实验打开了大门。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall
Gate controlled spin pumping at a quantum spin Hall edge
我们提出了一个四端装置设计的所有电气手段操纵的自旋的磁性吸附原子位于边缘的量子自旋霍尔绝缘体。我们表明，一个电子门，能够调整量子自旋霍尔绝缘体和源极和漏极之间的界面电阻，可以切换两个制度之间的设备：一个系统表现出自旋泵和其他的吸附原子保持在其基态。这展示了一种利用拓扑材料的螺旋边缘态来控制单自旋的全电路线。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Non-linear Faraday Precession of Light Polarization in Time-Reversal Invariant Materials
本研究探讨电磁波在非线性霍尔效应材料中的传播，发现弱非线性区域光偏振会围绕贝里偶极矢量类法拉第旋进且偏振度振荡，频率随光强线性增加，可通过厚度相关法拉第旋转和低频辐射观测。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gate-controlled nuclear magnetic resonance in an AlGaAs/GaAs quantum Hall device
本文研究了带有侧栅的AlGaAs/GaAs量子霍尔器件中的核磁共振（NMR）探测。电子和核自旋之间的超精细相互作用的强度通过使用侧栅极电压相对于极化核自旋调谐二维电子系统的位置来调制。在半导体器件中，通过门调谐技术系统地控制NMR频率。
2006-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental demonstration of the time reversal Aharonov-Casher effect
我们证明了时间反演Aharonov-Casher（AC）效应在小阵列的介观半导体环。通过使用静电门，我们可以控制自旋进动速率，并在几个干涉周期内跟踪交流相位。我们表明，我们控制的进动率在两个不同的栅极电压范围内，在较低的范围内的栅极电压的依赖性是强的和线性的，在较高的范围内的依赖性在几乎一个数量级弱。我们还看到交流干扰的二次谐波，以一半的周期振荡。最后我们将AC相位映射到自旋轨道相互作用参数α上，发现它与Shubnikov-de Haas分析是一致的。
2005-12-13 cond-mat.mes-hall
Investigations on unconventional aspects in the quantum Hall regime of narrow gate defined channels
本文报道了窄沟道中不同迁移率下的整数量子化霍尔效应的理论和实验研究。在GaAs/AlGaAs异质结的表面上通过偏置金属栅，在二维电子系统中静电地限定霍尔条。在低迁移率状态下，经典霍尔电阻线与高温极限下测量的磁场成比例，并穿过每个霍尔平台的中心。对于高迁移率的样品，我们观察到在线性响应测量，这种对称性被打破，经典的霍尔线削减高原不是在中心，但在较高的磁场附近的边缘的高原。这些实验结果证实了考虑到霍尔条内载流子的相互屏蔽的量子霍尔效应模型的非常规预测。该理论是基于解决泊松和薛定谔方程在一个自洽的方式。
2007-09-21 cond-mat.mes-hall
Ballistic 3-port interferometric logic gates in the quantum Hall regime
我们表明，一个3端口干涉仪，定义在一个二维电子气的量子点接触，工作在量子霍尔制度，可以实现不同的逻辑门在每个端口取决于载流子的能量和操作条件。在所有情况下，输入逻辑状态被编码在施加在量子点接触上的电势中，而输出逻辑状态被编码在每个端口处的总传输系数的值中。此外，这种紧凑配置的输出可以通过组合两个3端口干涉仪来重新编程。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in bilayer and multilayer graphenes with finite gate voltage
讨论了在有限栅压下双层石墨烯的量子霍尔效应，其中费米能级超过层间跳跃能级。在有限磁场下计算了薄膜的磁化率、对角电导率和非对角电导率，并通过改变层间跳跃能和栅电压的比值，观察到了整数量子霍尔效应从两个独立的单层系统到强耦合双层系统的交叉.我们还讨论了多层膜系统的Bernal堆积的情况
2008-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable valley Hall effect in gate-defined graphene superlattices
我们从理论上研究了作为实现可调谷依赖输运的平台的具有破缺反转对称性的栅极限定的石墨烯超晶格。我们的分析是基于最近的实验[C. Forsythe等人，Nat. Nanotechnol. 13，566（2018）]，其中通过纳米结构化石墨烯/图案化电介质/栅极结构中的电介质，在石墨烯上诱导了栅极可调超晶格电势。我们演示了如何电子紧束缚结构的超晶格系统类似于一个缺口狄拉克模型与相关的谷依赖运输使用展开程序。以这种方式，我们得到的谷霍尔电导率从超晶格布里渊区的Berry曲率分布，并证明了这种电导率的可调谐性的超晶格势。最后，我们计算了与横向谷电流和纵向充电电流相关的谷霍尔角，并证明了谷电流对图案化电介质中不规则性的鲁棒性。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Quantum Anomalous Hall Effects in MnBi$_2$Te$_4$ Thin Films
量子反常霍尔（QAH）效应最近在MnBi $_4$ $_2$ Te等本征磁性拓扑绝缘体（IMTI）的薄膜中实现。在这里，我们指出，这些IMTI的QAH间隙可以被优化，并且轴子绝缘体/半金属和陈绝缘体/半金属跃迁可以由$\sim 10$ meV/nm尺度上的电栅极场驱动。这种效应可以用简化的多层薄膜耦合狄拉克锥模型和薛定谔-泊松自洽场方程来描述。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall
Ballistic hot-electron transport in a quantum Hall edge channel defined by a double gate
超热电子在量子霍尔边缘沟道中的弹道输运是研究量子光学电子模拟的一个热点，其中边缘势分布是决定电荷速度和光学声子散射的重要参数.在这里，我们使用一个平行的双栅极来控制边缘电位的电场，并通过热电子能谱研究了沟道的弹道长度。弹道长度显着增强，通过减少在定制的潜力的LO声子散射率。
2019-12-07 cond-mat.mes-hall
Unraveling quantum Hall breakdown in bilayer graphene with scanning gate microscopy
我们使用低温扫描门显微镜（SGM）调查的剥离双层石墨烯片的量子霍尔制度的崩溃。SGM的击穿过程中捕获的图像表现出复杂的模式的“热点”的电导是强烈影响的尖端的存在。我们的结果很好地描述了基于量子渗流的模型，该模型将高响应度的点与局部朗道能级之间的尖端诱导散射联系起来。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall
Gate-Control of Anisotropic Spin Transport and Spin Helix Dynamics in a Modulation-Doped GaAs Quantum Well
电子自旋输运和动力学研究在一个单一的，高迁移率，调制掺杂，GaAs量子阱使用超快双色克尔旋转显微光谱，自旋扩散和运输的定性动力学理论模拟的支持。自旋的演化受Dresselhaus体和Rashba结构反转不对称性支配，其表现为可以直接从实验相干自旋进动中提取的有效磁场。自旋旋进长度L-SOI被定义为在有效磁场中的一个完整旋进。观察到（a）面外电场的应用通过自旋-轨道耦合的Rashba分量改变自旋衰减时间和L-SOI，（b）面内磁场允许提取Dresselhaus和Rashba参数，以及（c）面内电场显著地修改L-SOI和扩散系数。虽然模拟再现了实验的主要特征，但后者的结果超过了相应的模拟，并扩展了先前对漂移电流依赖的自旋轨道相互作用的研究。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Magnetic Induction Dependence of Hall Resistance in Fractional Quantum Hall Effect
通过分析[J. P. Eisenstein和H. L. Stormer，{Science} { \bf 248}，1510（1990）]。该公式是作为磁感应强度、化学势和温度的函数给出的。霍尔电阻函数包含一个单电子能谱，它具有三个可调参数的唯象微扰项。该公式产生了与实验一致的12个平台。这些扰动可以解释为三维空间中朗道轨道的岁差或章动。
2018-01-12 cond-mat.mes-hall
Gate controlled unitary operation on flying spin qubits in quantum Hall edge states
在自旋分辨的量子霍尔边缘态（量子霍尔铁磁体）上行进的电子的自旋和轨道自由度是最大纠缠的。因此，这两个自由度上的幺正操作是等价的，这意味着人们可以通过轨道用非磁性方法操纵自旋。如果沿着磁化轴取自旋的量化轴，则天顶角由自旋分离边缘的分割率确定，而方位角被定义为边缘之间的相位差。利用这些性质，我们实现了量子霍尔铁磁体上电子自旋的电控幺正操作。自旋的天顶角是通过在一个角落处的回转半径来控制的，这是通过向位于一个边缘处的薄栅极施加电压来实现的。随后的方位角旋转也通过栅极电压经由边缘沟道之间的距离来控制。这两种操作的组合构成了量子霍尔边缘通道中自旋上的第一个系统电操作。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall
Effects of Metallic Gates on ac Measurements of the Quantum Hall Resistance
使用具有分裂背栅的样品，观察到交流量子霍尔电阻的线性频率依赖性。由于2DEG和背栅之间的漏电流产生的介电损耗引起的频率系数可以通过增加背栅电压从正值变为负值。更有趣的是，通过去除这些背栅，可以显著地减小损耗，导致（0.03 ± 0.03）ppm/kHz量级的剩余频率系数。此外，在1 kHz时，在1.4 T的磁场范围内观察到非常平坦的平台。这些结果清楚地表明，QHR的音频频率依赖性在很大程度上与测量设备有关，并且不源于2DEG的物理输运性质。
2003-03-17 cond-mat.mes-hall
Unconventional Correlation between Quantum Hall Transport Quantization and Bulk State Filling in Gated Graphene Devices
我们报告同时传输和扫描微波阻抗显微镜检查之间的相关性运输量子化和填充的散装朗道水平在量子霍尔制度在门控石墨烯设备。令人惊讶的是，这些测量结果的比较表明，量子化的运输通常发生在低于散装朗道能级的完全填充，当散装仍然是导电的。这一结果指出了一个修正的理解运输量化时，载波积累门控。讨论了石墨烯中的量子霍尔效应对输运研究的影响以及其他二维电子系统中的相关拓扑态。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall
Switching of electrical current by spin precession in the first Landau level of an inverted-gap semiconductor
我们展示了如何在一个倒带隙半导体（与电子和空穴的状态在导带和价带边缘互换）的量子霍尔效应可以用来注入，旋进，并沿一维路径检测电子自旋。将电子运动限制在一个空间维度上，确保了所有电子在平行磁场中经历相同量的进动，从而可以打开和关闭全部电流。作为一个例子，我们计算了碲化汞量子阱中的p-n界面的磁导，并展示了它如何可以用来测量由于体反转不对称性的自旋进动。
2009-10-27 cond-mat.mes-hall
Steering of the Skyrmion Hall Angle By Gate Voltage
磁skyrmion可以通过施加自旋极化电子流来驱动，该自旋极化电子流对构成skyrmion的局部自旋施加自旋转移力矩。然而，纵向动力学的困扰由skyrmion霍尔效应，导致skyrmion获得横向速度分量。我们展示了如何使用自旋-轨道相互作用来控制Skyrmion霍尔角，以及自旋转移和自旋-轨道力矩的相互作用如何导致横向运动的完全抑制。由于自旋-轨道转矩可以通过栅极电压全电子地控制，因此可以在宽跑道上以高速全电子地操纵skyrmion运动，并且可以实现概念上新的写入和选通操作。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall
Quantum transport in graphene Hall bars: Effects of side gates
研究了量子化外磁场作用下，侧栅石墨烯霍尔条中的量子电子输运.四个侧门的不对称势扭曲了相对论朗道能级的平坦能带，并在朗道谱中产生新的传播态（即蛇态）。这些新的状态的存在导致弯曲和霍尔电阻的一个有趣的修改，与新的量化高原出现在朗道水平附近。通过研究入射模和出射模的电流密度分布，可以理解该系统中的电子导引。从引导电子完全传输而没有任何反向散射（类似于边缘状态）的事实，我们能够分析预测量子化电阻的值，并且它们与我们用数值（紧束缚）方法获得的电阻数据相匹配。这些见解在电子引导将是有用的，在预测其他侧栅配置的电阻，并可能在其他系统的几何形状，只要有没有反向散射的引导状态。
2017-02-02 cond-mat.mes-hall
Low-field quantum Hall transport in an electron Fabry-Perot interferometer: Determination of constriction filling vs front-gate voltage
本文报道了在超低温下利用Fabry-Perot电子干涉仪进行的系统的量子霍尔输运实验。GaAs/AlGaAs异质结器件由二维电子层中的刻蚀沟槽限定的两个收缩部分组成，包围着一个近似圆形的岛。沉积在蚀刻沟槽中的前栅极允许微调器件的对称性，并改变相对于体的收缩填充。低场纵向和霍尔磁输运显示出Shubnikov-de Haas振荡和整数量子霍尔平台。系统的前栅电压的变化影响的收缩和岛的电子密度，而体积密度保持不受影响。这导致纵向电阻的量子化平台，而霍尔电阻由低密度、低填充收缩所支配。在较低的领域，当量子霍尔高原未能发展，我们观察到批量舒布尼科夫-德哈斯振荡系列对应于一个整数填充的磁电子带中的收缩。这表明在10 mK时，整个干涉仪区域在这些较低的场仍然是量子相干的。分析数据内的Fock-Darwin模型，我们得到的收缩电子密度作为一个功能的前栅极偏置，外推到零场，电子限制在收缩产生的电子子带（电导通道）的数量。
2008-09-04 cond-mat.mes-hall
Massive Spin Collective Mode in Quantum Hall Ferromagnet
结果表明，量子霍尔铁磁体中单个Skyrmion的集体自旋转动可以看作是整个自旋织构在外磁场中的进动，其有效转动惯量在零g因子极限下变为无穷大.这种低位自旋激发可以通过量子阱中的超精细相互作用显著地增强核自旋弛豫速率，所述超精细相互作用稍微远离等于1的填充因子。
2003-11-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect and Semimetallic Behavior of Dual-Gated ABA-Stacked Trilayer Graphene
多层石墨烯的电子结构强烈地依赖于层数以及堆叠顺序。在这里，我们探讨了纯ABA堆叠的三层石墨烯在双栅场效应器件配置的电子输运。我们发现，无论是零磁场运输和量子霍尔效应在高磁场是明显不同的单层和双层石墨烯，它们显示出强烈暗示的半金属带重叠的电子空穴不对称性。当ABA三层受到一个电场垂直于表，朗道能级分裂由于解除谷简并清楚地观察到。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall
