Electrical Detection of Spin Precession in Single Layer Graphene Spin Valves with Transparent Contacts
利用非局域自旋阀方法研究了室温下单层石墨烯中的自旋积累和自旋进动。研究了非局域磁电阻对电极间距的依赖关系，结果表明自旋扩散长度约为1.6微米，自旋注入/探测效率为0.013。电检测的自旋进动证实，非本地信号来源于自旋注入和运输。Hanle自旋进动数据的拟合产生~84 ps的自旋弛豫时间和~1.5微米的自旋扩散长度，这与通过间距依赖性获得的值一致。
2009-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous Optical and Electrical Spin-Torque Magnetometry with Stroboscopic Detection of Spin-Precession Phase
基于自旋的相干信息处理和编码利用磁性材料中自旋的旋进相位。然而，自旋进动阶段的检测和操纵仍然是先进的自旋电子功能的主要挑战。通过使用同时的电气和光学检测，我们演示了直接测量的进动相位的坡莫合金铁磁共振驱动的自旋轨道扭矩从相邻的重金属。重金属的自旋霍尔角可以独立地从并发的电信号和光信号确定。频闪光学检测还允许在空间上测量局部自旋扭矩参数和具有全面振幅和相位信息的诱导铁磁共振。我们的研究提供了一条通往未来先进的表征自旋扭矩振荡器，磁振子电路和隧道结的路线，其中需要测量单个纳米磁体的电流诱导自旋动力学。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of valley-Zeeman spin-orbit coupling-induced spin precession at room temperature
本研究利用WSe₂邻近效应调控双层石墨烯的各向异性自旋轨道耦合，在室温扩散区无外场下实现相干自旋进动，且其极化符号可电调控，为室温低能耗自旋基逻辑器件奠定基础。
2021-06-27 cond-mat.mes-hall
Indirect Control of the $\rm {}^{29}SiV^{-}$ Nuclear Spin in Diamond
金刚石中$^{29}$ SiV $^{-}$中心的电子自旋的相干控制和光学读出已经在文献中被证明，具有作为存储节点和自旋量子比特的令人兴奋的实现前景。由于核自旋的相干时间较长，它甚至可能更适合于量子信息处理中的许多应用。使用常规NMR技术控制$^{29}$ SiV $^{-}$核自旋是可行的，尽管由于核自旋的低旋磁比而处于低千赫兹速率。在这项工作中，我们从理论上证明了如何间接控制使用电子自旋轨道效应可以用于高速，兆赫控制的$^{29}$硅核自旋。我们讨论了原子核自旋进动频率对门时间的影响以及全光核自旋控制的激发可能性。
2022-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Controllable quantum spin precession by Aharonov-Casher phase in conducting ring
研究了镶嵌在织构电场中的双导线导电环结构中的量子自旋输运问题，得到了该问题的精确解。研究了Aharonov-Casher相位引起的自旋进动。结果表明，自旋极化电流及其极化率可以由电场控制。因此，极化率是源于环中自旋轨道相互作用的几何相位的函数。72.25.- b，03.65.Vf
2004-07-22 cond-mat.mes-hall
All electrical coherent control of the magnetization in thin Yittrium Iron Garnet film
我们证明了相干控制的时域铁磁共振的所有电激励和检测。利用两个具有可变时间延迟的超短磁场阶跃来控制钇铁石榴石（YIG）中的感应衰减。通过在两个步骤之间设置适当的延迟时间，可以增强或完全停止磁化的进动。该方法允许在几个旋进周期内确定旋进频率，并且具有比使用快速傅立叶变换可以实现的精度高得多的精度。此外，它持有的承诺，以大规模增加进动幅度的脉冲感应微波磁强计（PIMM）使用低振幅有限脉冲序列。我们的实验得到了微磁模拟的支持，很好地证实了实验结果。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Hybrid straintronics and voltage-controlled-magnetic-anisotropy: Precessional switching of a perpendicular anisotropy magneto-tunneling junction without a magnetic field
我们提出了一种全电实现的进动切换的垂直磁各向异性磁隧道结（p-MTJ）为基础的触发存储器单元，其中数据写入电压控制的磁各向异性（VCMA），而不需要在平面内的磁场。MTJ的软层是两相（磁致伸缩/压电）多铁性的，其被电加应力以产生有效的平面内磁场，当独立地调节VCMA电压脉冲持续时间和应力持续时间以获得高切换概率时，磁化围绕该平面内磁场旋进以完成翻转。设计了一种与交叉结构兼容的高密度双端节能电池。
2017-03-27 cond-mat.mes-hall
Precession-torque-driven domain-wall motion in out-of-plane materials
磁纳米带中的畴壁运动被深入研究，特别是因为其在数据存储中的可能应用。在这项工作中，我们将探讨一种新的方法，DW运动使用磁场脉冲，与作为驱动机制的进动扭矩。我们使用一个一维（1D）模型来表明，它是可能的，以驱动DW在平面外的材料使用的进动扭矩，我们确定的关键参数，影响这种运动。由于DW在场脉冲结束时移动回到其初始位置，从而使DW运动的直接检测严重复杂化，因此使用去钉扎实验来间接观察进动扭矩的效果。一维模型进行了扩展，包括一个能量景观，以预测的旋进扭矩的影响，在脱钉实验。尽管初步实验尚未显示旋进扭矩的影响，但我们的计算表明，脱钉实验可以用来证明这种在面外材料中DW运动的新方法，当Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用时，它甚至允许多个域的相干运动考虑。
2016-11-23 cond-mat.mes-hall
Dynamical precession of spin in the two-dimensional spin-orbit coupled systems
本文研究了二维自旋轨道耦合系统在面内（$x$平面）恒定电场作用下的自旋动力学，假设电场在$t=0$时刻开启.本文用微扰法从海森堡方程出发，导出了自旋旋进对电场的线性响应方程，直到电场的一阶。耗散效应，这是负责带来的动力学响应的一个渐近结果，是实现了一个唯象的La的Landau-Lifshitz-Gilbert方程通过引入阻尼项的自旋动力学方程。介导的耗散效应，所产生的自旋动力学渐近线到一个稳定的状态，其中的自旋和动量相关的有效磁场再次对齐，并在平面外（$z$）方向上的非零分量。在线性响应区域中，通过动态处理获得的渐近响应与久保公式中计算的稳态响应完全一致，久保公式是将施加的电场处理为完全与时间无关的与时间无关的方法。我们的方法提供了一个新的视角动态和静态响应之间的连接。
2019-06-04 cond-mat.mes-hall
Interplay between resonant tunneling and spin precession oscillations in all-electric all-semiconductor spin transistors
我们研究了耦合到两个量子点接触的自旋晶体管作为自旋注入器和检测器的传输特性。在Fabry-Perot机制中，传输由隧道势垒之间形成的准束缚态介导。有趣的是，Rashba类型的自旋-轨道相互作用可以通过这样一种方式进行调节，即非均匀的Rashba场可以在样品的不同点上指向不同的方向。我们讨论了自旋守恒和自旋翻转转变的自旋轨道角的方向增加，从平行到反平行配置。自旋进动振荡被清楚地看作是中央通道长度的函数。值得注意的是，我们发现，这些振荡与法布里-珀罗运动相结合，产生准周期传输在纯一维的情况下。此外，我们考虑了更现实的情况下，在横向方向上的有限宽度，并发现相干振荡变得恶化为中等值的自旋轨道强度。我们的研究结果，然后确定的确切作用的Rashba子带间耦合势的法布里-珀罗-Datta-Das混合振荡。
2016-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
New Origin For Spin Current And Current-Induced Spin Precession In Magnetic Multilayers
在金属铁磁体中，电流伴随着角动量的通量，也称为自旋电流。在多层膜中，自旋电流的空间变化对应于施加在磁性层上的驱动力矩。这些力矩导致自旋进动超过一定的电流阈值。通常的自旋流与动量空间中自旋向上和自旋向下的费米面的平移有关。我们讨论一种不同的自旋电流，与费米面的膨胀和收缩有关。它在本质上是更非局部的，甚至可能存在于电流密度为零的位置。它比通常的自旋电流大，比例为10或100，并且在大多数情况下占主导地位。新的自旋电流是成比例的差异e Δ μ = 0.001 eV之间的自旋向上和自旋向下的费米能级，平均在整个费米表面。多层膜中的传导过程、自旋弛豫和自旋波发射可以用类似于不平衡直流惠斯通电桥的等效电路来描述。Δ-μ对应于电桥的输出电压。
2001-04-13 cond-mat.mes-hall
Mechanism of parametric pumping of magnetization precession in a nanomagnet. Parametric mechanism of current-induced magnetization reversal
提出了一种基于参量共振的电流感生磁化反转机制。磁化反转的源是垂直于铁磁纳米磁体的磁各向异性的易磁化轴施加的电流感应磁场。在FeCoB纳米磁体中测量的电流感应磁场在65 mA/μ m 2的电流密度下为60高斯。两种机制的磁化反转的描述和计算。第一种机制是通过RF电流的反转，该RF电流以接近纳米磁体的进动频率的频率调制。第二种机制是通过DC电流的反转，其中磁阻和感应磁场的电流依赖性产生正反馈回路，其将随机微小的热波动放大成导致磁化反转的大磁化进动。将所提出的机制与传统的磁化反转机制如自旋力矩和自旋轨道力矩相结合，可以提高磁性随机存取存储器的性能。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall
Electrical excitation and detection of magnetic dynamics with impedance matching
受增加测量带宽、改善信噪比和获得完整复磁化率的前景的启发，我们开发了一种从高电阻（10 kΩ）（Ga，Mn）As微棒中提取微波电压的技术。我们用微波频率电流驱动磁化进动，使用依赖于自旋轨道相互作用的机制。一个电容耦合的λ/2微带谐振器作为一个阻抗匹配网络，使我们能够测量磁化进动过程中产生的微波电压。
2012-11-06 cond-mat.mes-hall
All-electrical time-resolved spin generation and spin manipulation in n-InGaAs
我们证明了全电自旋产生和随后的操作，通过两个连续的电场脉冲在n-InGaAs异质结中的时间分辨实验在零外部磁场。沿$[1\bar10]$晶轴的第一电场脉冲产生电流诱导自旋极化（CISP），其在样品平面中取向。沿着[110]的后续电场脉冲产生垂直磁场脉冲，导致该自旋极化的相干旋进，并对最终自旋取向进行二维电控制。自旋进动探测的时间分辨法拉第旋转。我们确定了CISP在第一个场脉冲期间的建立时间，并提取了自旋移相时间和内部磁场强度在自旋操纵脉冲。
2013-12-17 cond-mat.mes-hall
Thomas precession, persistent spin currents and quantum forces
我们考虑由自旋轨道相互作用引起的T不变自旋电流，这种相互作用起源于纳米结构中自旋载流子的受限运动。由此产生的托马斯自旋进动是一种基本的纯运动学相对论效应，发生在载流子的加速度不平行于它们的速度时。在载流子（例如电子）具有磁矩的情况下，由于自旋电流的电场而产生的力在某些条件下可以超过范德华-卡西米尔力几个数量级。我们还讨论了一个可能的实验设置量身定制的使用这些力量检查的存在下，一个非零的异常磁矩的光子。
2013-12-23 cond-mat.mes-hall
Spatially indirect intervalley excitons in bilayer WSe2
具有电子和空穴位移波函数的空间间接激子在众多迷人的物理现象和新兴的光电应用中起着关键作用，例如谷电子学、激子自旋霍尔效应、激子集成电路和高温超流性。在这里，我们揭示了三种类型的空间间接激子（包括它们的声子副本）和它们的量子限制斯塔克效应在六方氮化硼封装双层WSe 2，通过执行电场可调光致发光测量。由于不同的面外电偶极矩，三种空间间接激子之间的能量顺序可以通过垂直电场切换。值得注意的是，我们证明，辅助第一性原理计算，观察到的空间间接激子双层WSe 2也是动量间接的，涉及电子和空穴从Q和K/Γ谷的布里渊区，分别。这与先前报道的电子和空穴位于同一谷中的空间间接激子相反。此外，我们发现，在双层WSe 2的空间间接谷间激子可以表现出相当大的，掺杂敏感的圆极化。具有动量暗性质和高度可调圆偏振的空间间接激子为奇异谷物理和光子学和光电子学的技术创新开辟了新的途径。
2021-08-20 cond-mat.mes-hall
Electric field control of the indirect magnetic coupling through a short graphene nanoribbon
在本文中，我们认为该系统由两个磁性平面连接到锯齿形终端的石墨烯纳米结构是一个超短的扶手椅纳米碎片。我们从理论上研究了这些磁平面之间的间接耦合介导的电荷载流子作为外部面内电场的函数。计算是基于紧束缚模型，补充哈伯德项来解释库仑相互作用。对于特定尺寸的石墨烯纳米结构，耦合对电场的灵敏度特别高，这使得控制耦合强度和在反铁磁和铁磁之间连续切换其符号成为可能。数值结果表明了这种现象，并分析了其原因。详细讨论了这种效应对扶手椅边缘变形和磁平面与载流子自旋之间交换能变化的鲁棒性。
2014-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Indirect Exchange and Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) Interactions in Magnetically-Doped Graphene
磁掺杂石墨烯系统是应用于未来自旋电子器件的潜在候选者。关键的一步是了解嵌入石墨烯中的磁性杂质之间的成对相互作用，这些相互作用是由石墨烯传导电子介导的。已经进行了大量的研究来调查石墨烯中的间接交换或RKKY相互作用。这些研究中的许多报告的衰减速率比预期的2维材料和通常的距离依赖振荡的情况下。在这篇综述中，我们总结了用于计算相互作用的技术，并提出了迄今为止获得的主要结果。更详细的磁性杂质和石墨烯主机参数化的影响被认为是从头计算得到的结果。由于相互作用的快速衰减对自旋电子学应用提出了障碍，我们特别关注通过一些方法包括掺杂、自旋进动和应变的应用来增加相互作用范围的可能性。
2013-02-01 cond-mat.mes-hall
Direct and indirect exciton mixing in a slightly asymmetric double quantum well
从理论上研究了微非对称双量子阱在电场和磁场作用下的光吸收谱。最近对10.18/3.82/9.61 nm GaAs Al（_{.33}）Ga（_{.67}）As双量子阱的实验结果清楚地表明，间接激子（IX）和左直接激子（DX）的发光峰随外加电场的变化具有不同的行为。我们表明，在（DX）峰附近的峰的存在下，归因于杂质束缚左（DX）的实验结果，可能是激子状态之间的非平凡的混合的后果。
2000-07-21 cond-mat.mes-hall
Trembling motion of electrons driven by Larmor spin precession
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Ioffe Institute（约费研究所）；Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司）
本研究通过自旋进动驱动电子颤动产生GHz频率AC电流，揭示了固态中相对论量子效应的实现机制，并实现了超快自旋敏感电读取。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Optical Properties of Excitons in Buckled 2D Materials in an External Electric Field
我们研究了三烯：硅烯、锗烯和锡烯的单层和双层异质结构中直接激子和间接激子的结合能和光学性质。研究表明，外加电场可以通过改变载流子的有效质量来调节激子的本征能量和光学性质。直接激子采用Rytova-Keldysh（RK）势，间接激子采用RK势和库仑势，求解了激子约化质量依赖于场的薛定谔方程.结果表明，对于间接激子，相互作用势的选择会导致本征能量在大电场下的巨大差异，即使在小电场下也会有显著差异。此外，我们的计算表明，材料参数的选择有显着的直接和间接激子的结合能和光学性质的影响。这些计算有助于快速增长的机构的研究激子和光学性质的这类新的二维半导体。
2018-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-resolved quantum spin transport through an Aharonov-Casher ring
在获得了一个精确的解析时变解的Aharonov-Casher导电环嵌入在一个纹理静态/动态电场，我们研究了自旋分辨量子输运的结构。结果表明，干涉条纹不仅受Aharonov-Casher几何相位的影响，而且受自旋进动在不同路径上的瞬时相位差的影响。该动态相位由所施加的电场的强度确定，并且可以对电荷/自旋电导具有实质性影响，特别是在弱场状态下，因为自旋进动的周期与轨道运动的周期相当。我们的研究表明，具有中等强度的低频正向电场具有更大的自由度来操纵入射电子的自旋干涉。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall
Direct measurement of a beta function and an indirect check of the Schwinger effect near the boundary in Dirac-Weyl semimetals
典型导体内部的电场随着屏蔽长度呈指数下降，该屏蔽长度由系统的固有长度尺度（诸如移动载流子的密度）确定。我们表明，在一个经典的共形系统的边界，其中的内在的长度尺度是缺席的，外部电场的屏蔽是由量子共形异常与重整化的电荷。电场以代数方式衰减，其分数幂由系统的β函数确定。我们认为，这种“反常的共形屏蔽效应”是相对论场论中施温格对产生的间接表现。我们讨论了狄拉克和外尔半金属中所提出的现象的实验可行性，这将允许直接实验访问的β函数。
2019-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Generalized phonon-assisted Zener tunneling in indirect semiconductors with non-uniform electric fields : a rigorous approach
本文给出了一个计算间接半导体在外加电势作用下齐纳电流的一般框架。假设一个抛物线的价带和导带色散，半导体是在平衡中的存在的外部场，只要电子-声子相互作用是不存在的。对电子-声子相互作用的线性响应导致非平衡系统。齐纳隧穿电流由单位时间内从价带跃迁到导带的电子数计算得出。一个方便的表达式的基础上提供的单粒子谱函数，使数值计算的齐纳电流下的任何三维电位分布。对于一维势分布，采用WKB（Wentzel-Kramers-Brillouin）近似，得到了体半导体、均匀场半导体和非均匀场半导体中电流的解析表达式.所得结果在低场极限下与Kane结果一致。文中给出了不同掺杂浓度的突变p-n二极管的数值例子，从中可以看出，均匀场模型比WKB模型更接近突变p-n二极管，但在低偏压条件下，需要直接数值处理。
2011-06-24 cond-mat.mes-hall
Spin injection, accumulation and spin precession in a mesoscopic non-magn etic metal island
我们实验研究自旋积累在铝岛的所有尺寸小于自旋弛豫长度，使整个岛的自旋不平衡是均匀的。电注入和自旋积累的检测是在一个四终端的几何形状通过四个钴电极通过隧道势垒连接到岛。我们从理论上模拟系统，我们调查的作用的铁磁电极上的自旋积累的限制在电子扩散时间可以忽略不计。我们目前的测量自旋积累在室温下，并在4.2 K：在这两种情况下的自旋积累信号是大于欧姆电阻的铝岛。从室温下的磁化旋进测量中，我们得到了电阻低至20 Ωμm^2的隧道势垒的自旋弛豫时间为60 ps，极化率P = 8%。
2004-11-16 cond-mat.mes-hall
Electrical initialization and manipulation of electron spins in an L-shaped strained n-InGaAs channel
一个L形应变n-InGaAs沟道被用来单独地通过电场来抑制和随后旋转电子自旋。在没有外加磁场的情况下，利用克尔旋转显微镜直接观察到电激发自旋的进动。此外，在通道中的自旋极化的面内和面外分量同时成像。
2005-02-26 cond-mat.mes-hall
Dynamical control over the confinement of spatially indirect excitons in electrostatic traps of GaAs coupled quantum wells
我们研究了GaAs双量子阱中10 $μ$ m宽的静电陷阱中的空间间接激子。我们介绍了一种技术来控制与激子电偶极子相互作用的电场的幅度，具有纳秒精度。我们的方法依赖于电子波形校正失真发生在最高频率，使阻抗匹配是不必要的。因此，我们操纵冷气体的约束，而不会引起相当大的扰动下到亚开尔文浴温度。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Rabi oscillations, Ramsey fringes and spin echoes in an electrical circuit
我们提出了一个超导隧道结电路，它表现为一个可控的原子，其基态和第一激发态形成一个有效的自旋1/2。通过施加微波脉冲，我们已经在这个电路上进行了实验，演示了控制操纵的自旋：拉比进动，拉姆齐干涉，和自旋回波。
2002-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
All-electrical manipulation of electron spin by the spin-orbit interaction in a semiconductor nanotube: analytical results
研究了半导体纳米管/圆柱纳米线中的二维电子气在Rashba自旋轨道相互作用下对电子自旋态的控制.我们提出了两种极限情况下的解析解，其中自旋轨道相互作用的结果从（A）径向电场和（B）沿z轴的纳米管施加的电场。在情况（A）中，对应于相反自旋的两个最低能带的叠加导致电子自旋围绕纳米线轴的进动。我们发现，如果注入电子的能量达到与叠加态的两个分量相关的能级交叉对应的值，则自旋进动的方向从顺时针变为逆时针。在情形（B）中，我们得到了z自旋分量的阻尼振荡，其周期随坐标z的变化而变化。我们还表明，阻尼振荡的z自旋分量的平均值的形式拍本地化沿纳米线轴。
2013-12-05 cond-mat.mes-hall
Control of the orbital character of indirect excitons in MoS2/WS2 heterobilayers
在公度范德华异质双层膜中，电子态的谷选择性杂化和剩余耦合使得能够控制层间激子的轨道特性。我们展示了电场对镶嵌在vdW场效应结构中的MoS 2/WS 2异质双层膜的层指数、轨道特性、寿命和间接激子发射能量的控制。不同的激子偶极子正常的层被发现源于束缚电子和空穴位于不同的山谷的MoS 2/WS 2与谷选择性程度的杂交。对于能量最低的发射线，耦合的电子状态导致一个依赖于场的水平anticrossing，伴随着从400 ns到100 ns的IX寿命的变化。在杂化制度的激子是离域的两个组成层之间，而对于大的正或负电场，束缚空穴的层指数是场依赖性的。我们的研究结果表明，新的范德华固体的设计，通过外部刺激，如电场的可能性，在原位控制其物理性质。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall
Controlled rotation of electrically injected spins in a non-ballistic spin field-effect transistor
研究在非弹道 sFET 中利用窄扩散线阵列实现栅控自旋进动，证明自旋可在远超平均自由程的距离相干旋转，放宽了原提案对高 SOC 和弹道沟道的限制。
2023-03-03 cond-mat.mes-hall
Altermagnetic Spin Precession and Spin Transistor
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、物理学院和先进微结构协同创新中心）；School of Physics and Astronomy, Yunnan Key Laboratory for Quantum Information, Yunnan University（云南大学物理与天文学院和云南省量子信息重点实验室）；Jiangsu Physical Science Research Center and Jiangsu Key Laboratory of Quantum Information Science and Technology, Nanjing University（南京大学江苏省物理科学研究中心和江苏省量子信息与量子技术重点实验室）
研究揭示了交替磁体中自旋进动现象，并展示了其作为高效自旋晶体管的潜力。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall
Effects of parallel electric and magnetic fields on Rydberg excitons in buckled two-dimensional materials
我们研究直接和间接磁激子里德堡态的单层和双层异质结构的Xenes（硅烯，锗烯，锡烯）在外部平行的电场和磁场，施加垂直于单层和异质结构。通过对薛定谔方程的数值积分，计算了里德堡态1 $s$、2 $s$、3 $s$和4 $s$的磁激子结合能，其中直接磁激子采用Rytova-Keldysh势，间接磁激子采用Rytova-Keldysh势和库仑势.后者允许理解在Xenes中筛选的作用。在外部垂直电场中，Xene单层的屈曲结构导致子晶格之间出现电势差，允许调节电子和空穴质量，从而调节磁激子的结合能和抗磁系数（DMC）。我们报道了电场和磁场对结合能和DMC的能量贡献。直接和间接磁激子的能量贡献的可调谐性的电场和磁场的证明。直接磁激子的直接磁激子效应可以通过电场来调节，间接磁激子的直接磁激子效应可以通过电场来调节，并通过h-BN层数来调控。因此，这些允许可以通过外部电场和磁场以及h-BN层的数量来控制的电子器件设计的可能性。对单分子膜和异质结构中磁激子的结合能和DMC的计算是新颖的，当它们可用时，可以与实验结果进行比较。
2021-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin precession in spin-orbit coupled weak links: Coulomb repulsion and Pauli quenching
提出了一个简单的电子对通过由具有强电子自旋-轨道相互作用（SOI）材料制成的纳米线形式的弱电连接传输的模型，重点讨论了库仑相互作用和泡利不相容原理的影响.当两个电子的空间波包明显重叠时，由于泡利原理的约束被示出为“淬灭”相干SOI诱导的自旋进动。猝灭是由对的自旋状态投射到链路上的自旋向上和自旋向下状态上而产生的，它将链路中的相干传播分解成一系列相干跳，这些跳是不相干地相加的。将该模型应用于两个超导体之间的库珀对的传输，我们发现，尽管泡利淬火，约瑟夫森电流振荡的SOI的强度，甚至可能改变其符号。这些功能的实验检测的条件进行了讨论。
2017-12-29 cond-mat.mes-hall
Frequency dependence of induced spin polarization and spin current in quantum wells
从量子动力学方程出发，考虑电子的弹性散射，对具有自旋轨道相互作用的二维电子系统的动力学响应进行了理论研究。计算了由p-线性自旋轨道哈密顿量描述的电子系统在外加电场作用下的自旋极化和自旋电流。对于这些具有任意（非抛物线）电子能谱的系统，证实了不存在非平衡内禀静态自旋流。建立了自旋极化、自旋电流和电流之间的关系。一般结果适用于[001]和[110]晶体方向生长的量子阱，具有Rashba和Dresselhaus类型的自旋轨道耦合。结果表明，在具有相同Rashba和Dresselhaus自旋速度的[001]生长阱或对称的[110]生长阱中，固定（动量无关）进动轴的存在导致在任意频率的外加电场下自旋极化率消失.这个属性是解释的Dyakonov-Perel-Kachorovskii自旋弛豫沿这些旋进轴极化的情况下。结果表明，在固定旋进轴附近，自旋极化在很低的频率下有相当大的频散。讨论了非本征自旋-轨道耦合对所得结果的可能影响。
2007-06-17 cond-mat.mes-hall
Electric-field Manipulation of the Lande' g Tensor of Holes in In0.5Ga0.5As/GaAs Self-assembled Quantum Dots
采用多带实空间量子函数理论计算了电场对In 0.5Ga 0.5As/GaAs自组装量子点自旋旋进的影响. Lande' g张量对电场的依赖性应该允许高频g张量调制共振，以及直接的、非共振的电场控制空穴自旋。由于空穴g张量分量对电场具有很强的二次依赖性，在空穴的g张量调制共振中也发现了亚谐共振。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall
Hybridized indirect excitons in MoS2/WS2 heterobilayers
间接或层间激子（IX）系综是探索相互作用玻色子系综的经典和量子相的有趣系统。IX是复合玻色子，其特征是由于电子-空穴波函数的重叠减少而延长了寿命。我们展示了电场对嵌入场效应结构中的MoS 2/WS 2异质双层膜中间接激子的控制，该场效应结构以少层六方氮化硼为绝缘体，少层石墨烯为栅电极。不同强度的激子偶极子和一个独特的温度依赖性识别间接激子干光学带间跃迁与电子和空穴位于不同的谷的异质双层具有高度杂化的电子状态。对于能量最低的发射线，我们观察到一个场依赖的水平在低温下的反交叉。我们讨论了这种行为的电子态从两个半导体单层的耦合导致在空间上离域的异质双层行为像一个人工的范德华固体的激子。我们的研究结果表明，设计的新型纳米量子材料制备的人工范德华固体的可能性，原位控制其物理性质，通过外部刺激，如电场。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall
Optoelectronic control of spin dynamics at near-THz frequencies in magnetically doped quantum wells
我们使用时间分辨的克尔旋转演示的电子和本地的时刻（Mn）自旋动力学的光和电子调谐的电门控抛物量子阱来自II-VI稀磁半导体。在磁场为3 T、温度为5 K的条件下，通过改变电偏压或激光能量，电子自旋进动频率在0.1 ~ 0.8 THz范围内变化。电调谐的有效电子g因子的相应范围与类似的III-V抛物量子阱相比大一个数量级。此外，我们证明，这样的结构允许电调制的本地力矩动力学在固体状态下，这表现为在电偏压下的Mn自旋进动信号的振幅和寿命的变化。电子和锰离子自旋动力学的大的变化被解释的spd交换重叠的幅度的变化。
2004-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High fidelity optical preparation and coherent Larmor precession of a single hole in an InGaAs quantum dot molecule
我们采用超快泵浦-探测光谱与光电流读出直接探测一个单一的，电可调的自组装量子点分子形成的垂直堆叠InGaAs量子点中的一个空穴自旋的动态。使用圆偏振皮秒脉冲在两个点中的一个中初始化具有定义的自旋配置的激子。时间依赖的自旋配置探测所产生的几个费米子复合物的自旋选择性光吸收。利用亚5 ps电子隧穿到另一个点的轨道激发态的优势，我们初始化纯度> 96%的单空穴自旋，即，远高于先前单点实验中所展示的。在横向磁场的测量监测的相干拉莫尔旋进的单孔自旋没有明显的损失自旋相干内的~300 ps的空穴寿命。因此，对于所有研究的磁场，空穴自旋初始化的纯度保持不变。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall
Precessional spin-torque dynamics in biaxial antiferromagnets
反铁磁体在自旋力矩作用下的奈耳序可以在绕任意轴的圆形轨道上发生旋进。为了定向和稳定运动以抵抗磁各向异性的影响，自旋极化应该具有平面内和垂直于轨道平面的分量，其中后者必须超过阈值。对于双轴反铁磁体，岁差运动由阻尼驱动摆的方程描述，该方程具有滞后，是自旋电流的函数，具有周期发散的临界值。运动的基频与阻尼成反比，并且与驱动-临界比$x$和参数$p>2$成$(x^p-1)^{1/p}$。阈值自旋电流的近似封闭形式的结果，这取决于最低截止频率的轨道可以支持。关于难磁化轴的进动具有零截止频率和最低阈值，而易磁化轴具有最高截止频率。提出了一种用于电控制和检测动力学的装置设置，这是有希望展示可调谐太赫兹纳米振荡器。
2020-10-13 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.app-ph
Indirect Interaction of Magnetic Domain Walls
计算了磁线中两畴壁之间的电子介导的交换作用。这对应于平衡状态，因此，相互作用可以另外由电流控制。交换相互作用是长程的，并且作为壁之间的距离的函数振荡。它还取决于振荡的偏振角的墙壁，具有最大值的共线偏振。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Spin-Pumping-Induced Non-Linear Electric Current on the Surface of a Ferromagnetic Topological Insulator
研究了自旋抽运在铁磁拓扑绝缘体与铁磁杂化的三维拓扑绝缘体表面产生的电流。为了做到这一点，我们建立了微观形式主义和构造微扰理论使用Keldysh格林函数的方法。我们分析了这种电流是如何通过交换相互作用和外部交流磁场产生的，这是铁磁共振和自旋泵浦的驱动力。其机制如下。首先，铁磁共振被驱动，零动量磁振子出现。它是从饱和磁化指向平行于铁磁共振的进动轴的波动。然后以零动量磁振子为自旋载流子产生自旋抽运。零动量磁振子与拓扑绝缘体表面态通过交换相互作用耦合，磁振子携带的自旋转移到拓扑绝缘体表面态，由于自旋-动量锁定，转移的自旋转化为拓扑绝缘体表面态的动量，产生垂直于铁磁共振旋进轴的电流.它与外部交流磁场的振幅成二次方关系，而与交换作用的强度成线性关系。零动量磁振子谱描述了相关的电压。交流磁场中自旋抽运感应电流的非线性以及交换相互作用强度的线性反映了铁磁拓扑绝缘体表面具有通过磁控产生电荷电流的高性能功能。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall
Hot-carrier transport and spin relaxation on the surface of topological insulator
我们研究了拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$表面在高电场（高达几kV/cm）下的电荷和自旋输运。由于导带和价带的自旋混合，电场不仅加速了每个带中的电子，而且导致带间进动。在电场作用下，电子可以通过带间旋进和带间电子-声子散射从价带转移到导带。当电场较强时，各带的电子密度随电场线性变化。由于自旋-动量锁定，电场诱导横向自旋极化，其大小与动量散射时间成正比。当电场较小时，诱导自旋极化与电场呈线性关系。此外，它的大小与温度成反比，并且在高温下对电子密度不敏感。我们的研究还表明，由于大的相对静态介电常数，库仑散射太弱，建立一个漂移的费米分布与一个统一的热电子温度在稳态下的电场。在稳定状态下关闭电场之后，热载流子在很长的能量弛豫时间尺度（100-1000 ps的量级）内冷却，而自旋极化在很短的动量散射时间尺度（0.01-0.1 ps的量级）内弛豫。
2013-01-07 cond-mat.mes-hall
MoS2/MX2 heterobilayers: Bandgap engineering via tensile strain or external electrical field
我们对二维过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层膜MX2/MoS 2（M = Mo，Cr，W，Fe，V; X = S，Se）的电磁性质进行了全面的第一性原理研究.对于M = Mo，Cr，W; X=S，Se，所有的异质双层显示半导体特性与间接带隙的WSe 2/MoS 2异质双层，保留了直接带隙特性的构成单层的例外。当M = Fe，V; X = S，Se时，MX_2/MoS_2异质双层膜具有金属性。本研究特别关注的是通过施加拉伸应变或外部电场来实现TMD异质双层材料的工程带隙。我们发现，随着双轴或单轴拉伸应变的增加，MX2/MoS 2（M=Mo，Cr，W; X=S，Se）异质双层膜都可以发生从超导体到金属的转变。对于WSe 2/MoS 2异质双层，直接到间接的带隙转变可能会发生超过临界双轴或单轴应变。对于M（=Fe，V）和X（=S，Se），当MX 2/MoS 2异质双层膜处于双轴拉伸应变下时，金属原子和硫族元素原子的磁矩均增强。此外，电场还可以降低MX 2/MoS 2（M=Mo，Cr，W; X=S，Se）异质双层膜的带隙。对于MSe_2/MoS_2（M=Mo，Cr）两个异质双层膜，PBE计算表明，在外加电场作用下，可能发生间接-直接带隙跃迁.这一转变归因于自发极化的增强。可调的带隙一般和可能的间接直接带隙转变由于拉伸应变或外部电场赋予的TMD异质双层材料的光电应用的可行的候选人。
2013-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled Drift of Indirect Excitons in Coupled Quantum Wells: Toward Bose Condensation in a Two-Dimensional Trap
我们成功地在非均匀应力和电场作用下，将间接激子囚禁在耦合量子阱中的谐振子最小势中。这些激子表现出强的斯塔克位移（超过60 meV）、长寿命（100 ns）和高扩散率（1000 cm $^2$ /s）。这种方法是非常有前途的获得所需的激子玻色凝聚在二维的激子的高激子密度。
1999-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton effective mass enhancement in coupled quantum wells in electric and magnetic fields
本文计算了在垂直于量子阱平面的电场和磁场作用下半导体耦合量子阱中激子的态。在三维实空间中求解激子薛定谔方程，得到直接激子和间接激子的朗道能级。激子能级和振子强度的计算使得能够映射激子吸收光谱的电场和磁场依赖性。对于体系的基态，我们计算了玻尔半径、光学寿命、结合能和偶极矩。利用微扰方法计算了由于磁场引起的激子质量重整化。我们预测了激子基态有效质量对磁场的非单调依赖性。这样的趋势是解释在一个经典的图片，在基态从一个间接的直接激子与增加磁场。
2016-02-16 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
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
Kinetic theory of spin-polarized systems in electric and magnetic fields with spin-orbit coupling: I. Kinetic equation and anomalous Hall and spin-Hall effects
导出了密度和自旋Wigner函数的耦合动力学方程，包括自旋轨道耦合、电场和磁场以及适合于SU（2）输运的自洽Hartree平均场。的相互作用被假定为标量和磁性杂质以及标量和自旋翻转粒子之间的潜力。自旋-轨道相互作用以适合于固态物理的形式使用，具有Rashba或Dresselhaus耦合、石墨烯、非本征自旋-轨道耦合以及有效的核物质耦合。指出了双流体模型的不足之处，即出现了有效的介质内自旋旋进。所有这些系统的定态解显示出由有效介质依赖的塞曼场控制的带分裂。讨论了自洽旋进方向，并报道了零温下线性自旋轨道耦合的抵消。自旋-轨道耦合引起的自旋在这个有效方向上的旋进导致了电场中的反常电荷流和自旋流。反常霍尔电导率是由已知的Kubo公式或Berry相的结果和一个新的对称部分解释为逆霍尔效应。类似地，讨论了自旋电流的自旋霍尔效应和逆自旋霍尔效应，即使没有显示由电流触发的自旋积累的磁场，也存在自旋霍尔效应。导出了零温度下的动力学解析表达式，并讨论了它与磁场和有效磁化强度的关系。反常霍尔效应和自旋-霍尔效应在高于临界频率时改变符号，这取决于弛豫时间。
2015-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
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
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
