Large anomalous Hall effect in ferromagnetic insulator-topological insulator heterostructures
我们证明了拓扑绝缘体化合物Bi 2 Te 3在铁磁绝缘体Cr 2 Ge 2 Te 6上的范德华外延。这些层的取向为Bi 2 Te 3的（001）平行于Cr2 Ge 2 Te 6的（001），Bi 2 Te 3的（110）平行于Cr2 Ge 2 Te 6的（100）。横截面透射电子显微镜表明形成了尖锐的界面。在低温下，由Bi_2 Te_3/Cr_2Ge_2 Te_6组成的双层膜表现出很大的反常霍尔效应（AHE）。倾斜场的AHE的研究表明，易轴位于沿c轴的异质结构，与体Cr2 Ge 2 Te 6的磁化测量一致。Cr2 Ge 2 Te 6的61 K居里温度和近化学计量比材料的使用可能导致基于AHE的自旋电子器件的发展。
2014-08-25 cond-mat.mes-hall
Microwave-induced spin currents in ferromagnetic-insulator|normal-metal bilayer system
利用微波技术同时研究了YIG中的自旋抽运和自旋塞贝克效应过程|Pt双层体系。实验结果表明，对于这两个过程，自旋电流的流动方向相反。纵向自旋Seebeck效应的时间动力学表明，该效应依赖于铁磁绝缘体中热梯度中的体热磁振子的扩散|正常金属系统
2014-07-22 cond-mat.mes-hall
Tunneling through ferromagnetic barriers on the surface of a topological insulator
研究了拓扑绝缘体表面单、双铁磁势垒的透射特性。通过调节栅电压和磁化方向，铁磁势垒可以被调谐到不同的透射区，在这些透射区中，依赖于波矢的隧穿是完全不同的。我们发现，克莱因隧道可以被操纵，甚至被关闭。这些特殊的性质提供了在“拓扑金属”上控制电子束的可能性。基于我们所观察到的现象，可以构造出各种新的器件，如电子准直、波矢滤波器、磁开关和电开关以及基于波矢的自旋阀。
2009-09-02 cond-mat.mes-hall
Intrinsic magnetoresistance in metal films on ferromagnetic insulators
我们预测了正常金属中界面Rashba自旋轨道耦合引起的磁电阻效应|铁磁绝缘双层它取决于电流和磁化方向之间的角度，与由自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应的组合作用引起的“自旋霍尔磁阻”机制相同。由于相同的现象，不清楚Nakayama等人报告的磁阻是体金属效应还是界面效应。界面Rashba感生磁电阻可以通过其对金属膜厚度的依赖性而与体金属自旋霍尔磁电阻区分开。
2014-07-14 cond-mat.mes-hall
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
Ferromagnetic barrier induced negative differential conductance on the surface of a topological insulator
从理论上研究了拓扑绝缘体表面铁磁势垒的负微分电导效应。由于铁磁势垒中费米面形状和位置的变化，输运过程可分为三类：完全输运、部分输运和阻塞输运机制。偏置电压可以引起输运过程从部分输运机制向阻断输运机制的转变，从而导致负微分电导的巨大效应。电流-电压特性曲线表明，在适当的结构参数下，在较宽的偏置电压范围内，电流的最小值可达零，并可获得较大的峰谷电流比。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall
Proximity Driven Enhanced Magnetic Order at Ferromagnetic Insulator / Magnetic Topological Insulator Interface
磁绝缘体/拓扑绝缘体（MI/TI）界面的磁交换驱动邻近效应为新现象提供了一个丰富的舞台，同时也为实现低能量耗散量子器件提供了一种途径。在这里，我们报告了一个戏剧性的增强邻近交换耦合的MI /磁TI EuS / Sb $_{2-x}$ V $_x$ Te $_3$混合异质结构，其中V掺杂是用来驱动TI（Sb $_{2}$ Te $_3$）磁性。我们观察到一个人工的反铁磁结构附近的MI/TI接口，这可能是增强的邻近耦合。邻近效应和掺杂之间的相互作用提供了深入了解可控工程的磁秩序使用混合异质结构。
2015-05-09 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
Electron transport in a ferromagnetic/normal/ferromagnetic tunnel junction based on the surface of a topological insulator
我们从理论上研究了沉积在拓扑表面顶部的铁磁/正常/铁磁隧道结中的电子输运性质。平行（\textbf{P}）配置的电导可以比反平行（\textbf{AP}）配置的电导大得多。与\textbf{AP}结构相比，\textbf{P}结构存在相位偏移，且相位偏移可以通过栅电压来调节。我们发现，对于\textbf{P}组态，交换场对载流子电导的影响很小，但对于\textbf{AP}组态，交换场可以显著抑制载流子电导。这种可控的电子输运暗示了这种拓扑自旋阀中的反常磁电阻，这可能有助于自旋电子学的发展。此外，我们还发现了类Fabry-Perot电子干涉现象。
2013-05-02 cond-mat.mes-hall
Microscopic theory of spin transport at the interface between the superconductor and a ferromagnetic insulator
本文从理论上研究了铁磁绝缘体（FI）与超导体（SC）界面处的自旋输运。考虑一个简单的FI-SC界面模型，我们推导出的自旋电流和自旋电流噪声的微波辐射（自旋泵）或温度梯度（自旋塞贝克效应）引起的公式。我们展示了超导相干因子如何影响自旋电流的温度依赖性。我们还计算了自旋抽运引起的热平衡态和非平衡态态的自旋电流噪声，并对钇-铁石榴石-NbN界面进行了定量比较。
2019-04-15 cond-mat.mes-hall
Josephson effect in normal and ferromagnetic topological insulator planar, step and edge junctions
我们研究了平面、台阶和边缘几何形状的三维拓扑绝缘体表面上的约瑟夫森结。表示拓扑绝缘体的侧表面状态的狄拉克锥的椭圆性质导致与平面结相比，阶跃结中的约瑟夫森电流的比例因子。在边缘结中，由于表面态的自旋动量锁定，Andreev束缚态对约瑟夫森电流的贡献消失。此外，我们考虑一个结与铁磁绝缘体之间的超导区域。在这些铁磁结，我们发现一个反常的有限约瑟夫森电流在零相位差，如果磁化指向沿结（和垂直于约瑟夫森电流）。相对于结的中心区域的面外磁化打开了交换间隙，并导致当化学势增加时对于足够大的磁化的临界约瑟夫森电流的非单调行为。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Three-dimensional Topological Insulator/Thin-film Ferromagnetic Metal Bilayer Structure
我们从理论上证明了三维拓扑绝缘体（TI）/薄膜铁磁金属（FMM）双层结构是一种具有宽禁带的量子反常霍尔（QAH）绝缘体.通过对本征态的能带结构和权重分布的研究，我们证明了在3DTI上附加金属薄膜可以使原Dirac点附近的能带杂化，从而使拓扑非平凡态转移到金属层中.通过在薄膜层中引入磁交换相互作用，我们计算了双层结构的反常霍尔电导率和磁各向异性，表明比通常的材料，如3DTI和3DTI/铁磁绝缘体异质结构的磁掺杂薄膜，更宽的间隙实现QAH效应的出现。结果表明，3DTI/薄膜FMM双层结构即使在室温下也能实现QAH效应，这将为其他奇异拓扑量子现象的实验实现铺平道路.
2021-04-09 cond-mat.mes-hall
Resonance spin transfer torque in ferromagnetic/normal/ferromagnetic spin-valve structure of topological insulators
本文从理论上研究了由拓扑绝缘体（TI）构成的铁磁/普通金属/铁磁（FM/NM/FM）型自旋阀混合结构中的自旋电流和自旋转移矩的产生。我们证明了自旋转移矩的渗透到右铁磁层，并表明，与石墨烯自旋阀结，在TI的自旋转移矩是非常敏感的NM区域的化学势。作为重要的结果，通过改变NM间隔物的化学势和磁化方向，可以控制STT的所有组件。有趣的是，共振自旋电流和共振自旋转移力矩出现的能量从共振方程确定。通过增加NM间隔物的化学势，STT的幅度减小，而在$μ_N$的大化学势下，存在其中自旋电流和自旋转移矩都变为零的化学势区间。这些发现可能会为基于TI的自旋转移矩磁性随机存取存储器（STT-MRAM）器件的应用开辟新的前景。
2018-08-25 cond-mat.mes-hall
Reflectionless Transport of Surface Dirac Fermions on Topological Insulators with Induced Ferromagnetic Domain Walls
研究了三维拓扑绝缘体上表面狄拉克费米子的性质。我们提出了一个精确的分析处理的频谱，束缚态和畴壁电阻的扩展通用畴壁与面内和面外磁化。在后一种情况下，我们发现振荡的畴壁电阻作为壁的宽度和一定的宽度的反射的所有传入的动量完全没有的函数。令人惊讶的振荡和无反射电位的发生可能与表面狄拉克哈密顿量的超对称性结合畴壁轮廓。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall
Giant dynamical electron-magnon coupling in metal-metal-ferromagnetic insulator heterostructure
磁振子介导的自旋在铁磁金属（NM）和铁磁绝缘体（FI）界面上的输运主要依赖于电子-磁振子耦合。我们提出了一种新的路线，以增强电子-磁振子耦合动态从输运的观点。本文利用非平衡格林函数建立了磁振子介导自旋流的理论形式。在输运的语言中，NM/FI界面处的有效电子-磁振子耦合由FI铅的自能决定，由于电子-磁振子转换的非线性过程，FI铅的自能与NM/FI界面处的态密度（DOS）成正比。通过改变界面态密度，二维和三维NM/FI系统的自旋电导可以提高近三个数量级，为操纵动态电子-磁振子耦合提供了一个新的平台。
2021-12-21 cond-mat.mes-hall
Spintronic devices from bilayer graphene in contact to ferromagnetic insulators
石墨烯基材料由于其潜在的大自旋相干长度而显示出自旋电子学应用的前景。另一方面，由于它们的小的内在自旋-轨道相互作用，需要外部磁源来执行自旋操纵。由于石墨烯的平坦性质，与铁磁绝缘体（FI）表面的邻近相互作用似乎是将磁性引入石墨烯的自然方式。利用双层石墨烯与FI耦合的独特的电子性质，我们表明，在实验可行性的参数范围内，可以设计出非常有效的门可调自旋旋转器和自旋过滤器。我们还分析了自旋场效应晶体管中两个自旋电子构建块的组成。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of interfacial exchange field at the (ferromagnetic insulator)|(normal metal) interface using spin-dependent scattering
本文通过磁电阻测量探测铁磁绝缘体EuS与正常金属Cu界面的交换场，证明自旋相关散射产生显著面内磁电阻，为低功耗绝缘体自旋电子学器件提供检测方法。
2025-05-29 cond-mat.mes-hall
Unidirectional spin Hall magnetoresistance in topological insulator/ferromagnetic layer heterostructures
拓扑绝缘体中的大自旋轨道耦合导致螺旋自旋织构的狄拉克表面态，这对拓扑自旋电子学是有吸引力的。这些状态在室温下对近端磁矩产生有效的自旋轨道转矩。然而，基于这种切换的存储器或逻辑自旋器件需要非最佳的三端子几何结构，其中两个端子用于写入电流，一个端子用于读取器件的状态。一个替代的两个终端设备的几何形状是现在可能的，利用最近发现的单向自旋霍尔磁电阻在重金属/铁磁双层和（在低温下）在磁性掺杂的拓扑绝缘体异质结构。我们报告的观察单向自旋霍尔磁电阻在技术相关的设备的几何结构，结合了传统的铁磁金属的拓扑绝缘体。我们的设备显示出的品质因数（磁阻每电流密度每总电阻），这是在全金属Ta/Co双层的最高报道值相媲美。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall
Probing the magnetic band gap of the ferromagnetic topological insulator MnSb$_2$Te$_4$
富Mn的MnSb $_2$ Te $_4$是一种铁磁拓扑绝缘体，具有最高的居里温度T_C = 45-50 K。它在拓扑表面态的狄拉克点处具有磁隙，磁隙在T_C以上消失。通过扫描隧道光谱，我们探测这个差距在不同的磁场和温度。我们首先揭示了间隙尺寸收缩，当施加高达B = 3 T的面内磁场时，但是由于磁化仅部分地在面内旋转而不完全闭合。这证实了磁隙的起源和复杂的磁结构。此外，我们还证明了在低至T_C/2的温度下能隙尺寸的时空涨落，高于T_C/2的温度时，回复磁化确实衰减。这个温度是接近的反铁磁转变温度观察到的块状型单晶的MnSb $_2$ Te $_4$，突出的重要作用，竞争的磁性订单形成有利的铁磁拓扑绝缘体。因此，我们的研究为拓扑绝缘体的复杂磁隙开口提供了至关重要的见解，这对量子反常霍尔器件具有决定性意义。
2022-02-23 cond-mat.mes-hall
Highly Tunable Spin-Orbit Torque and Anisotropic Magnetoresistance in a Topological Insulator Thin Film Attached to Ferromagnetic Layer
研究了拓扑绝缘体（TI）薄膜和磁性绝缘体混合结构中的自旋-电荷转换现象。我们发现一个各向异性的逆自旋电流效应（ISGE），产生一个高度可调的自旋轨道力矩（SOT）。在准弹道极限下，我们还预测了低掺杂时的巨各向异性磁电阻效应。这些效果，没有对应的厚TI，依赖于同时存在的表面状态和面内磁化之间的杂交。ISGE和AMR都表现出对磁化强度和费米能级位置的强烈依赖性，并且可以用于纳米级的自旋电子学和基于SOI的应用。
2020-11-06 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in ferromagnetic barriers on the surface of a topological insulator with $δ$ doping
考虑$δ$掺杂，研究了三维拓扑绝缘体表面二维铁磁/正常/铁磁隧道结的电子输运.发现电导随费米能级、$δ$掺杂的位置和倾向而振荡。此外，电导敏感地依赖于两个铁磁体的磁化方向，这源于由于自旋动量锁定的自旋流的控制。结果表明，平行结构电导最大，反平行结构电导最小，反平行结构电导最小，这可能是由于电子波通过反平行结构进入时产生的半波损失造成的.这些特性对于制作新型的磁阻器件具有重要的实用价值。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall
Quantitative study of the spin Hall magnetoresistance in ferromagnetic insulator/normal metal hybrids
本文对铁磁绝缘体/铂和铁磁绝缘体/非铁磁金属/铂混合结构中的自旋霍尔磁电阻效应进行了实验研究和定量分析。对于铁磁绝缘体，我们使用钇铁石榴石、镍铁氧体或磁铁矿，而对于非铁磁体，我们使用铜或金。自旋霍尔磁电阻效应理论上归因于铂金属顶层的自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应的共同作用。因此，它的特性应该取决于相邻铁磁体的磁化方向，并且即使在Pt和铁磁体之间插入额外的非铁磁金属层也会占上风。我们的实验数据证实了这些理论假设。利用自旋霍尔磁电阻理论对实验数据进行了分析，得到了铂的自旋霍尔角和自旋扩散长度。对于$4\times10^{14}\;\mathrm{Ω^{-1}m^{-2}}$的自旋混合电导，我们得到了我们的薄膜样品中Pt的$0.11\pm0.08$的自旋霍尔角和$(1.5\pm0.5)\;\mathrm{nm}$的自旋扩散长度。
2013-04-23 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetic resonance modulation in $d$-wave superconductor/ferromagnetic insulator bilayer systems
从理论上研究了$d$波超导体（SC）/铁磁绝缘体（FI）双层系统中的铁磁共振（FMR）调制.这些系统中吉尔伯特阻尼的调制反映了$d$波SC中节点的存在，并在低温和低频极限内表现出幂律衰减特性。我们的研究结果表明，使用自旋泵作为探针技术，以确定非常规的SC纳米薄膜的高灵敏度的对称性的有效性。
2022-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chern insulator in a ferromagnetic two-dimensional electron system with Dresselhaus spin-orbit coupling
我们提出了一个二维电子系统中的陈绝缘体与Dresselhaus自旋轨道耦合，铁磁性，和自旋相关的有效质量。解析得到的拓扑相图显示了通过调整磁化方向引起的拓扑相变，其中陈数在$1,0,-1$之间变化。这里示出的磁化取向调谐是触发拓扑相变的比操纵在系统制造之后不再可调谐的交换耦合更实用的方式。理论分析结果得到了能带结构和输运计算的证实，表明了理论方案的可行性。在半导体工程技术先进成熟的今天，这种Chern绝缘体极有可能在实验上实现，并在拓扑自旋电子学中有着广阔的应用前景。
2019-09-20 cond-mat.mes-hall
Large Anomalous Hall Effect in Topological Insulators with Proximitized Ferromagnetic Insulators
报道了由铁磁绝缘体Cr2 Ge 2 Te 6和拓扑绝缘体（Bi，Sb）2 Te 3组成的全碲化物异质结构中邻近驱动的大反常霍尔效应.尽管在（Bi，Sb）2 Te 3层的磁化小，异常霍尔电导率达到0.2e2/h的大值，符合铁磁响应的Cr2 Ge 2 Te 6。结果表明，拓扑绝缘体的表面态与邻近层Cr2 Ge 2 Te 6之间的交换耦合是有效的，并且足够强，可以打开表面态的交换能隙.
2019-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hexagonal Warping Control of Exceptional Points in Topological Insulator--Ferromagnetic Heterojunctions
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本研究通过六边形扭曲调控拓扑绝缘体-铁磁异质结中奇点的位置和数量，揭示了磁场对非厄米特物理的实验可行性。
2026-08-04 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
One dimensional Cherenkov processes in ferromagnetic insulator
在能量守恒和动量守恒的约束条件下，用微扰理论研究了铁磁隔离器中的一维切伦科夫过程。结果表明，磁振子-声子相互作用通道是有限的，且与波数有关，这导致长波长磁振子的寿命和弛豫时间分别与$1/k^{2}$和$1/k^{4}$有关.在温度为$T>$ 70 K时，磁振子与声子之间的弛豫时间的倒数$1/τ_{mp}$是温度的线性增函数.基于Sanders-Walton模型，我们进一步表明，当沿系统施加热（声子）梯度时，声子浴和波矢为$k$的磁振子之间的温差随着$k$的减小而变得更加明显。
2017-11-06 cond-mat.mes-hall
Spin pumping from a ferromagnetic insulator into an altermagnet
研究通过铁磁绝缘体自旋泵浦向交替磁体注入自旋，发现交替磁态的晶体取向可增强或抑制自旋泵浦，而界面Rashba自旋-轨道耦合能放大该效应并存在使自旋电流增加一个数量级的最优值。
2023-08-23 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
Gap Generation in Topological Insulator Surface States by non-Ferromagnetic Magnets
结果表明，与天真的期望相反，单粒子光谱间隙可以打开的三维拓扑绝缘体的表面状态，通过使用相称的面外和面内反铁磁或亚铁磁绝缘薄膜。
2012-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Novel Majorana mode and magnetoresistance in ferromagnetic superconducting topological insulator
在拓扑绝缘体的潜在应用中，我们从理论上研究了邻近感生铁磁性和超导性共存对三维拓扑绝缘体表面态的影响，其中铁磁序的磁化对超导电子空穴激发有显著影响.研究发现，作为TI F/S结构的一个已被证实的特征，Majorana模能量沿界面敏感地依赖于FS区磁化强度$m_{zfs}$的大小，垂直入射时其斜率较陡且无变化。由于超导能隙由因子$η(m_{zfs})$重整化，因此Andreev反射或多或少地被抑制，并且特别地，所产生的子能隙隧穿电导对FS和F区域中的磁化强度的大小更敏感。此外，在N/F/FS结中，由于磁化强度$m_{zf}$和$m_{zfs}$的反平行结构，产生了一种有趣的现象，这种现象可以通过调节FS区的磁化强度来控制和减小.
2017-01-28 cond-mat.mes-hall
Magnetic Proximity Effect and Interlayer Exchange Coupling of Ferromagnetic/Topological Insulator/Ferromagnetic Trilayer
拓扑绝缘体（TI）和铁磁绝缘体（FMI）之间的磁邻近效应被认为在自旋电子学中具有很大的应用潜力。然而，一个完整的界面磁结构的测定一直是极具挑战性的。我们从理论上研究了由TI薄膜分隔的两个FMI的层间交换耦合，并表明通过两个FMI之间的耦合行为以及耦合常数的可调谐性，可以直接识别出TI的特定电子态对邻近效应的贡献.这种FMI/TI/FMI结构不仅可以作为一个平台来阐明FMI/TI接口的磁结构，而且可以为设计具有超快响应的磁存储器件提供见解。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-effect Modulation of Anomalous Hall Effect in Diluted Ferromagnetic Topological Insulator Epitaxial Films
采用分子束外延技术在热处理过的SrTiO 3（111）衬底上生长了高质量的Cr掺杂三维拓扑绝缘体（TI）Sb 2 Te 3薄膜。我们报告说，狄拉克表面状态是不敏感的Cr掺杂，和一个完美的鲁棒性的长程铁磁秩序被揭开在外延Sb 2-xCrxTe 3薄膜。与传统稀磁半导体（DMS）中的铁磁性相反，通过施加底栅来调制异常霍尔效应，这里的磁势场不随载流子密度的降低而显著改变。非载流子依赖的铁磁性预示着Sb_（2-x）Cr_xTe_3薄膜是实现量子反常霍尔效应的基础候选材料。这些结果也表明了在未来TI基磁电子学和自旋电子学中控制反常霍尔电压的潜力。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall
Magnetic anisotropy of the single-crystalline ferromagnetic insulator Cr2Ge2Te6
Cr_2Ge_2Te_6（CGT）是一种层状铁磁绝缘体，由于其与Dirac材料的结合可以实现量子反常霍尔效应（QAHE）和发展新型自旋电子学器件，近年来引起了人们极大的兴趣。在这里，我们研究了单晶CGT的单轴磁各向异性能，并确定在其铁磁相的磁易轴是沿c轴方向。此外，CGT在居里温度以下是绝缘体。这些性质使得CGT成为一种潜在的有前途的候选衬底，用于与拓扑绝缘体集成以实现高温QAHE。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid spin Hall nano-oscillators based on ferromagnetic metal/ferrimagnetic insulator heterostructures
自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）是一种很有前途的自旋电子器件，可以在纳米尺度器件中实现电流控制的GHz频率信号，用于神经形态计算和创建Ising系统。然而，传统的SHNO（基于过渡金属的器件）具有高自振荡阈值电流以及低品质因数和输出功率。在这里，我们展示了一种新型的混合SHNO的基础上坡莫合金（Py）铁磁金属纳米线和低阻尼铁磁绝缘体，在外延锂铝铁氧体（LAFO）薄膜的形式。这种SHNO的优越特性与更大的自旋旋进角和体积的激发有关。我们进一步发现，亚铁磁绝缘体的存在下，增强了自旋波边缘模式的自振荡幅度，与我们的微磁模型一致。这种混合SHNO扩展了自旋电子学的应用，包括为神经形态计算和推进磁振子提供耦合多个SHNO的新方法。
2023-03-19 cond-mat.mes-hall
Unconventional Thermal Magnon Hall Effect in a Ferromagnetic Topological Insulator
从理论上研究了具有Kekulé-O耦合调制和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的铁磁晶格中磁振子的热霍尔效应.通过一个应变为基础的机制诱导KOC调制，我们确定了四个拓扑相位的KOC参数和强度。我们计算了这些阶段中的每一个在低温下的热磁振子霍尔电导率${κ^{xy}}$。我们预测一个非常规的导电性，由于非零的Berry曲率出现从带邻近效应在拓扑平凡的阶段。我们发现${κ^{xy}}$的符号变化作为模型参数的函数，与局部Berry曲率和占据概率的散装带。自始至终，${κ^{xy}}$可以很容易地用外部参数（如磁场和温度）进行调谐。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall
Magnon Mediated Electric Current Drag Across a Ferromagnetic Insulator Layer
在半导体异质结中，库仑相互作用是电子不能穿透的绝缘体上两个二维电子气之间的电流拖曳的原因。对于由铁磁绝缘体（FI）层分隔的两个金属层，电流拖曳可以由FI的非平衡磁振子电流介导。我们确定的拖曳电流使用半经典玻尔兹曼方法与适当的边界条件的电子和磁振子在金属FI界面。
2012-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gating ferromagnetic resonance of magnetic insulators by superconductors via modulating electric-field radiation
本文提出通过相邻超导体对磁性绝缘体辐射电场的反射与调制，实现磁振子与库珀对的超强耦合，从而高效门控铁磁共振频率。
2023-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The electronic structure of intrinsic magnetic topological insulator MnBi2Te4 quantum wires
本文从理论上研究了圆柱形本征磁性拓扑绝缘体 MnBi2Te4 量子线在铁磁和反铁磁相下的电子结构，揭示了铁磁相中带隙内存在单一自旋分支表面态，以及反铁磁相中存在三种共存态。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall
Detection of the interfacial exchange field at a ferromagnetic insulator-nonmagnetic metal interface with pure spin currents
在铁磁金属（NM）和铁磁绝缘体（FI）之间的界面处，自旋电流可以与磁化相互作用，导致自旋电流的调制。在这些FI-NM界面的界面交换场可以通过将该界面放置成与横向自旋阀（LSV）器件的自旋输运通道接触并观察额外的自旋弛豫过程来探测。研究了铁磁绝缘体EuS（EuS-LSV）和钇铁石榴石YPDMATHABMM Fe $_5$ O $_{12}$（YIG-LSV）附近的Cu自旋输运通道的横向自旋阀器件中的界面交换场.将自旋信号与在具有MgO或AlO $_x$覆盖的单晶硅/SiO $_2$衬底上制造的参考横向自旋阀器件进行比较。EuS-LSV和YIG-LSV中的非局域自旋阀信号分别低约4倍和6倍。自旋信号的抑制归因于由于界面自旋轨道场而在Cu-EuS（或Cu-YIG）界面处增强的表面自旋翻转概率。除了自旋信号的抑制外，我们还发现在$T \sim$ 30 K处的自旋信号中广泛观察到的低温峰在与EuS或YIG接触的情况下向更高的温度移动。不同注入器-检测器距离的自旋信号的温度依赖性揭示了在这些界面处的波动交换场导致额外的自旋退相干，其除了常规的自旋弛豫源之外还限制了自旋弛豫时间。结果表明，纯自旋电流随温度变化的测量方法可以用来探测铁磁绝缘体-铁磁金属界面的界面交换场。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall
Evidence for spin-polarized bound states in semiconductor-superconductor-ferromagnetic insulator islands
我们报告的库仑阻塞输运的半导体InAs纳米线与外延超导铝和铁磁绝缘体EuS重叠方面的研究。通过实验和理论模型的比较，我们将奇偶偏置谱中的共隧穿特征与自旋极化的Andreev能级联系起来。结果与零场自旋分裂超过诱导的超导能隙是一致的。亚能隙态的能量可以通过静电门在零的两侧进行调节。
2022-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Adiabatic quantum pumping through surface states in 3D topological insulators
研究了强三维拓扑绝缘体表面狄拉克费米子的绝热量子抽运。两种不同的几何结构进行了详细研究，正常金属-铁磁-正常金属（NFN）结和铁磁-正常金属-铁磁（FNF）结。使用散射矩阵的方法，我们首先计算隧道电导，然后使用不同的泵浦机制，这两种类型的结的晶体管泵浦电流。我们解释的振荡行为的电导通过研究的条件共振传输的结，并发现，每次出现一个新的共振模式在运输窗口，泵浦电流发散。我们还预测了实验上可区分的泵送电流和整流电流之间的差异。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Topological insulator associated with quantum anomalous Hall phase in ferromagnetic perovskite superlattices
在以LaAlO 3和SrTiO 3为母体的过渡金属氧化物超晶格中，寻找与铁磁有序相关的、表现出反常量子霍尔效应的拓扑绝缘体。在所研究的各种超晶格中，（LaAlO 3）10/（LaOsO 3）2在自旋-轨道相互作用下表现出铁磁基态，其能隙具有拓扑非平凡性，横向电导率的研究表明，在不施加任何外部磁场的情况下，该系统在拓扑能隙内具有量子化的霍尔电导率.采用一个简单的海森堡铁磁性模型，估算了铁磁序参量和有序温度。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong interfacial exchange field in a heavy metal/ferromagnetic insulator system determined by spin Hall magnetoresistance
重金属/磁性绝缘体界面的自旋相关输运是自旋电子学研究前沿许多现象的起源。一个适当的量化不同的界面自旋电导是至关重要的许多应用。在这里，我们报告的自旋霍尔磁阻（SMR）的纯铁磁绝缘体（EuS）上的Pt的第一次测量。我们在很宽的温度范围内进行SMR测量，并通过使用微观模型拟合结果。从这个拟合过程中，我们得到的自旋电导（$G_s$，$G_r$和$G_i$）的温度依赖性，解开类场扭矩（$G_i$），类阻尼扭矩（$G_r$），和自旋翻转散射（$G_s$）的贡献。作用于Pt的传导电子的1 meV量级的界面交换场可以从$G_i$估计，其在居里温度以下比$G_r$大至少三倍。我们的工作提供了一个简单的方法来量化这种界面自旋分裂场，它在新兴领域，如超导自旋电子学和热电子学，拓扑量子计算中发挥着关键作用。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall
Driving and detecting ferromagnetic resonance in insulators with the spin Hall effect
我们演示了Pt/YIG双层膜中自旋力矩铁磁共振的产生和检测。该系统的独特属性是自旋霍尔效应位于产生和检测过程的中心，并且没有电荷电流通过绝缘磁性层。当YIG发生谐振时，沿Pt纵向检测到直流电压，该直流电压可以由两个分量描述。一个是自旋霍尔磁电阻与微波电流的混合。另一个结果是自旋泵入Pt通过逆自旋霍尔效应转换为直流电流。电压是在所施加的磁场方向（范围为面内到几乎垂直）下测量的。我们发现，磁场，大多是平面外，自旋混合电导的虚分量是必需的模型我们的数据。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall
Magnon Pumping by a Time-Dependent Transverse Magnetic Field in Ferromagnetic Insulators
对含时横向磁场作用下铁磁绝缘体中的磁振子抽运效应进行了理论研究。通过计算自旋连续性方程中的磁振子源项，讨论了磁振子流的产生。这一项表示由外加横向磁场引起的磁振子的不守恒。磁振子源项具有随横场角频率变化的共振结构，这一事实有助于增强泵浦效应。
2011-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Design of spin-orbital-textures in ferromagnetic/topological insulator interfaces
本研究针对拓扑绝缘体自旋轨道织构的调控需求，探究CrI₃/Bi₂Se₃铁磁/拓扑绝缘体界面，通过从头算与参数化哈密顿模型揭示其各向异性输运与背散射特性，证实范德瓦尔斯TI/MI界面是调控拓扑态自旋自由度的优异平台。
2023-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic proximity effect in the 3D topological insulator/ferromagnetic insulator heterostructure
我们从理论上研究了三维拓扑绝缘体/铁磁绝缘体（TI/FMI）结构中的磁邻近效应，并探讨了在TI中控制Dirac螺旋态的可能性.在基于$\mathbf{kp}$哈密顿量的连续方法中，我们预测，当3D TI与3D FMI接触时，在TI/FMI界面处产生的普通束缚态由于边界处的轨道混合而变得自旋极化。而FMI的波函数在原子尺度上衰减到TI体中，与FMI磁化成比例的感生交换场在普通界面态的穿透深度的尺度上建立。这样的交换场打开了在界面的TI侧上存在的拓扑束缚态的能谱中的狄拉克点处的间隙。我们估计的TI/FMI接触的材料参数上的间隙大小的依赖性。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible odd-frequency Amperean magnon-mediated superconductivity in topological insulator -- ferromagnetic insulator bilayer
本文研究了拓扑绝缘体（TI）与具有倾斜平均场磁化的铁磁绝缘体之间的磁振子介导的费米子配对。倾斜的磁化朝向界面平面降低了磁性带隙，并导致在有效TI分散的移位。在忽略和包含磁振子传播子的频率依赖性两种不同情况下，推导并求解了超导能隙的自洽方程。忽略频率的依赖性的结果在p波安培的解决方案。我们还发现，倾斜到界面平面的磁化有利于库珀对与质心动量平行的磁化矢量，增加$T_c$相比，平面外的情况。包括磁振子传播子的频率依赖性，并解决了少量的松原频率，我们发现，在临界温度的安培解决方案的本征向量是占主导地位的奇数频率和偶数的动量，从而打开了可能的奇数频率安培配对。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering chiral edge states in 2D topological insulator/ferromagnetic insulator heterostructures
在磁掺杂的拓扑绝缘体（TI）中已经实现了零磁场下的手征边缘态（CES）。然而，这种方案强烈依赖于材料的突破，事实上，大多数TI不能以这种方式驱动到陈氏绝缘体中。在这里，我们建议实现的CES在2D TI/铁磁绝缘体/TI三明治结构，通过自旋选择性耦合之间的螺旋边缘状态的两个TI。由于这种耦合，一个自旋通道的边缘态是带隙的，而另一个自旋通道的边缘态几乎保持无隙，使得每个孤立TI的螺旋边缘态变为CES。这种CES有望在所有TI材料中实现，这些材料对磁无序诱导的背散射免疫。我们建议在单层1 T '-WTe $_2$和双层CrI $_3$之间的范德华异质结构中实现我们的方案。双层CrI $_3$中的磁性的电控制切换CES的输运方向，这可以实现低功耗晶体管。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Atomic scale 0-pi transition in a high-Tc superconductor/ferromagnetic-insulator/high-T superconductor Josephson junction
本文用数值方法研究了高温超导体/铁磁绝缘体（FI）/高温超导体中的Josephson输运。我们发现在这样的系统中形成π结。更值得注意的是，当FI的厚度增加单个原子层时，这种结的基态在0-和π-态之间交替。我们提出了一个观察原子尺度0-π跃迁的实验装置。这种基于FI的π结可以用于实现高度相干的量子比特。
2011-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Very large thermal rectification in ferromagnetic insulator-based superconducting tunnel junctions
我们研究了铁磁绝缘体超导隧道结中的电子热整流。已知耦合到超导体的铁磁绝缘体在超导态密度中引起相当大的自旋分裂，并且如果作为隧道势垒操作，则还导致有效的自旋过滤。自旋分裂和自旋过滤的组合示出产生大量的自放大的电子热二极管效应，由于在系统中的电子-空穴对称性的破坏，这是添加到结的热不对称性。大的自旋分裂和大的自旋极化可以潜在地导致在合适的温度范围内的实际参数下超过5.10^4的热整流效率，从而超过常规超导隧道结可实现的热二极管效应的250倍。这些结果可能是相关的改进掌握创新的相位相干的热电子纳米器件的热流，并在纳米尺度上的量子线路的增强热管理。
2020-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Physical origin of giant excitonic and magneto-optical responses in two-dimensional ferromagnetic insulators
最近发现的磁性原子薄层的范德瓦尔斯晶体创造了巨大的机会，探索光-物质相互作用和磁光现象在二维极限。光学和磁光实验提供了深入了解这些主题，揭示了强磁性圆二色性和巨大的克尔信号在原子薄的铁磁绝缘体。然而，巨磁光响应的本质及其微观机制仍不清楚。在这里，通过执行第一性原理GW和Bethe-Salpeter方程计算，我们表明激子效应主导了原型二维铁磁绝缘体CrI $_3$中的光学和磁光响应。我们模拟克尔和法拉第效应在现实的实验设置，并在此基础上，我们预测的敏感的频率和衬底的磁光响应的依赖性。这些发现提供了物理理解的现象，以及潜在的设计原则，工程磁光和光电子器件使用二维磁铁。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
