Optimization of the yttrium iron garnet/platinum interface for spin pumping-based applications
定量地研究了在镀铂前对钇铁石榴石（YIG）进行表面处理对自旋泵浦效率和自旋混合电导的影响。铁磁共振驱动的自旋泵浦将自旋极化电流注入到Pt层中，该自旋极化电流通过逆自旋霍尔效应转换为电动势。我们的实验表明，自旋泵浦效应确实强烈地依赖于YIG/Pt界面条件。我们测量的逆自旋霍尔电压和自旋混合电导的两个数量级以上的改进样品制备的增强。
2013-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enormous Berry-Curvature-Driven Anomalous Hall Effect in Topological Insulator (Bi,Sb)2Te3 on Ferrimagnetic Europium Iron Garnet beyond 400 K
为了实现高温下的量子反常霍尔效应（QAHE），采用磁邻近效应（MPE）的方法打破了拓扑绝缘体（Bi 0. 3Sb 0. 7）2 Te 3（BST）与亚铁磁绝缘体铕铁石榴石（EuIG）的时间反转对称性.在35个BST/EuIG样品中，300 K时的反常霍尔电阻（RAHE）超过8 Ω（\r{ho} AHE为3.2 μΩ*cm），并持续到400 K，超过了300 K时0.28 Ω（\r{ho} AHE为0.14 μΩ*cm）的历史记录。由于BST和EuIG之间的原子突变，富Fe界面的显着大RAHE。重要的是，门依赖性的AHE循环没有显示出变化的化学势的符号变化。我们的第一性原理计算通过在BST上施加梯度塞曼场和接触势来支持这一观察。我们的计算进一步表明，在这种异质结构中的AHE归因于本征Berry曲率。此外，对于栅偏置的4 nm BST/EuIG，在15 K以下的负顶栅电压下，观察到了与AHE共存的明显拓扑霍尔效应（THE）.界面调谐与理论计算开辟了新的机会，实现定制的磁性TI基异质结构的拓扑不同的现象。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrically Sign-Reversible Topological Hall Effect in a Top-Gated Topological Insulator (Bi,Sb)2Te3 on a Ferrimagnetic Insulator Europium Iron Garnet
本文在EuIG上的顶栅拓扑绝缘体BST中观测到约10欧姆的大拓扑霍尔效应，发现其符号可通过栅压调谐费米能级跨越狄拉克锥而电学可逆翻转，为超低功耗斯格明子自旋电子学应用提供了新途径。
2023-04-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Mapping of Spin-Wave Transport in Thulium Iron Garnet Thin Films Using Diamond Quantum Microscopy
该研究结合金刚石 NV 磁力测量与自旋波电传输谱，实现 TmIG 薄膜自旋波的亚微米空间成像，并测得其振幅、约50 μm衰减长度及0.8–2 μm波长。
2023-12-05 cond-mat.mes-hall
Observation of nonlinear planar Hall effect in magnetic insulator/topological insulator heterostructures
将拓扑绝缘体与磁性绝缘体相连接已被广泛用于研究拓扑表面态与磁性之间的相互作用。以往的输运研究通常将弱反定域的抑制或异常霍尔效应的出现解释为施加于TI的磁邻近效应（MPE）的特征。本文报道了生长在MI铥和钇铁石榴石（TmIG和YIG）衬底上的Bi_2Se_3薄膜中的非线性平面霍尔效应（NPHE）的观察结果，其非线性平面霍尔效应比生长在钆镓石榴石（GGG）衬底上的Bi_2Se_3薄膜大一个数量级。TmIG/Bi_2Se_3的非线性霍尔电阻与外加磁场成线性关系，而YIG/Bi_2Se_3的非线性霍尔电阻在零磁场附近有一个额外的磁滞回线。发现NPHE的大小与载流子密度成反比。我们推测所观察到的NPHE与MPE诱导的交换能隙开放和TI表面态的面外自旋织构有关，这可以用作MI/TI异质结构中MPE的另一种输运特征。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall
Investigation of the unidirectional spin heat conveyer effect in a 200nm thin Yttrium Iron Garnet film
利用锁相热成像技术研究了亚微米厚度钇铁石榴石（YIG）薄膜中的单向自旋波热传输效应。虽然效果是小的薄层，这种技术使我们能够观察到不对称的热传输磁振子，导致不对称的温度分布不同的几个MK两侧的激励天线，分别。Damon-Eshbach和后向体积模式的比较表明，单向热流确实是由于非互易自旋波。由于有限的线宽，小的不对称性仍然可以观察到时，只有均匀的铁磁共振模式被激发。后者例如在测量逆自旋霍尔效应时是极其重要的，因为温度差可导致接触处的热电压。由于非互易性，这些热电压随着磁场的反转而反转其符号，这通常被认为是反自旋霍尔电压的特征。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-induced ferromagnetism in graphene revealed by anomalous Hall effect
我们展示了单层石墨烯与原子级平坦的钇铁石榴石（YIG）铁磁薄膜交换耦合的反常霍尔效应（AHE）。反常霍尔电导在低温下的量级为~0.09（2e2/h），在~300 K范围内均可测量。我们的观察结果表明，不仅邻近诱导的铁磁性在石墨烯/YIG与大的交换相互作用，但也增强了自旋轨道耦合，这被认为是固有的弱在理想的石墨烯。石墨烯中的邻近诱导铁磁有序可以导致新的输运现象，如量子化的AHE，这对自旋电子学是潜在有用的。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Nonlocal magnon-polaron transport in yttrium iron garnet
在磁绝缘体中观察到自旋塞贝克效应（SSE）|重金属双层作为温度梯度下的反自旋霍尔效应电压。也可以非局部地检测SSE，即，根据磁膜上的第二金属接触（检测器）中的电压，该第二金属接触在空间上与用于施加温度偏置的第一接触（注入器）分离。磁振子极化子是磁性材料中的晶格和自旋杂化波，由磁弹性相互作用产生。Kikkawa等人[Phys. Rev. Lett. \textbf{117}，207203（2016）]解释了钇铁石榴石（YIG）中局部SSE的共振增强作为磁振子-极化子形成方面的磁场的函数。本文报道了在不同注入器-探测器间距和样品温度下，在\emph{nonlocal}磁振子自旋注入/探测装置中对磁振子极化子的观测。出乎意料的是，我们发现磁振子-极化子共振可以抑制而不是增强非局域SSE。使用有限元模型，我们解释我们的观察作为一个竞争的SSE和自旋扩散YIG之间。这些结果为关键磁性材料中的磁振子-声子相互作用提供了前所未有的见解。
2017-06-14 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent spin transport properties of Platinum inferred from spin Hall magnetoresistance measurements
利用磁化方向相关的磁电阻测量方法，研究了钇铁石榴石/铂混合结构中自旋霍尔磁电阻（SMR）的温度依赖性。我们的实验表明，随着温度的降低，SMR幅度下降。利用SMR对正常金属自旋输运性质的敏感性，我们解释了我们的数据在铂的自旋霍尔角从室温下的0.11到10 K下的0.075的减少，而自旋扩散长度和自旋混合电导的亚铁磁绝缘体/正常金属界面保持几乎恒定。
2014-06-06 cond-mat.mes-hall
Spin Seebeck effect and ballistic transport of quasi-acoustic magnons in room-temperature yttrium iron garnet films
研究了不同厚度的镀铂钇铁石榴石（YIG）薄膜中纵向自旋塞贝克效应（LSSE）产生的自旋电流的瞬态行为。通过脉冲微波加热Pt层诱导LSSE，并使用相同层中的逆自旋霍尔效应电测量自旋电流。我们证明了LSSE的时间演化是由触发YIG/Pt界面附近热磁振子通量的热梯度的演化决定的。这些磁振子在YIG膜内以恒定的群速度弹道运动，而它们的数量在有效传播长度内呈指数衰减。能量在20 K以上的磁振子的弹道飞行是其几乎线性色散定律的结果，类似于声学声子。通过拟合随时间变化的LSSE信号，不同的膜厚度变化几乎一个数量级，我们发现，有效的传播长度实际上是独立的YIG膜厚度。我们认为这一事实的强有力的支持弹道输运方案-准声学磁振子在室温YIG的弹道传播。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall
Room temperature antiferromagnetic resonance and inverse spin-Hall voltage in canted antiferromagnets
我们从理论和实验上研究了具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的倾斜反铁磁体的共振所引起的自旋泵浦信号，并证明了它们可以产生容易观察到的反自旋霍尔电压.使用双层的赤铁矿/重金属作为模型系统，我们在室温下测量的反铁磁共振和相关的反自旋霍尔电压，大的共线反铁磁体。正如预期的相干自旋泵浦，我们观察到，反自旋霍尔电压的符号提供了直接的信息，通过比较赤铁矿，氧化铬和亚铁磁体钇铁石榴石推断的模式手性。我们的研究结果开辟了新的手段，产生和检测自旋电流在太赫兹频率的功能化反铁磁体与低阻尼和倾斜的时刻。
2021-03-31 cond-mat.mes-hall
Theory for electrical detection of the magnon Hall effect induced by dipolar interactions
我们推导了磁绝缘体中偶极相互作用对自旋扩散输运的反常霍尔贡献。磁振子，在这些系统中的角动量的载体，被证明有一个非零的Berry曲率，导致在一个可测量的霍尔效应。对于钇铁石榴石（YIG）薄膜，我们计算了反常和磁振子自旋电导率。我们表明，对于一个磁场垂直于薄膜的反常霍尔电导率是有限的。这导致非零霍尔信号，其可以使用在YIG薄膜的顶部上布置成霍尔条的坡莫合金条进行实验测量。我们表明，电检测和注入自旋是可能的，通过解决由此产生的扩散弛豫方程的霍尔酒吧。我们预测的实验测量的霍尔系数的温度和磁场强度的范围。最引人注目的是，我们表明，有一个符号的变化与增加的薄膜厚度的霍尔系数。
2021-04-22 cond-mat.mes-hall
Observation of magnon-mediated current drag in Pt/yttrium iron garnet/Pt(Ta) trilayers
纯自旋流是一种自旋角动量流，没有任何伴随的净电荷流，它以两种常见的方式产生。一种是利用自旋霍尔效应在具有强自旋-轨道耦合的普通金属（NM）中，例如Pt或Ta。另一种是利用磁矩或自旋波与称为磁振子的准粒子激发的集体运动。后者的一种流行材料是钇铁石榴石，一种磁绝缘体（MI）。在这里，我们证明了在NM/MI/NM三层，这两种类型的自旋电流是相互转换的接口，预测作为磁振子介导的电流拖动现象。传输信号与驱动电流线性成比例，没有阈值，并遵循幂律，其中n的范围从1.5到2.5。我们的研究结果表明，NM/MI/NM三层结构可以作为一个可扩展的纯自旋电流阀器件，这是一个必不可少的组成部分，在自旋电子学。
2016-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall Torques Generated by Rare-Earth (Lanthanide) Thin Films
我们报告了稀土金属Gd，Dy，Ho和Lu产生的自旋霍尔扭矩的初步实验调查，以及与自旋霍尔电导率的第一性原理计算的比较。使用自旋力矩铁磁共振（ST-FMR）测量和直流偏置ST-FMR，我们估计的自旋霍尔力矩比，$ξ_{SH}$，$\approx$ 0.04 Gd，$\approx$ 0.05 Dy，$\approx$ 0.14 Ho，和$\approx$ 0.014 Lu的下限。这些元素之间的变化是定性一致的第一原理（密度泛函理论，DFT，在局域密度近似与Hubbard-U校正）的结果。DFT计算表明，Dy和Ho中部分填充的$f$轨道的存在增强了自旋霍尔电导率，这表明了通过移动电子化学势进一步加强$f$轨道对自旋霍尔效应的贡献的策略.
2016-12-06 cond-mat.mes-hall
Approaching quantum anomalous Hall effect in proximity-coupled YIG/graphene/h-BN sandwich structure
在足够强的交换作用和自旋轨道相互作用下，量子反常霍尔态有望在Dirac电子系统（如石墨烯）中出现。在原始石墨烯中，两种相互作用都不存在;然而，如异常霍尔效应所揭示的，通过将石墨烯耦合到磁性绝缘体（MI）可以获得两种相互作用。在这里，我们展示了通过在亚铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）和六方氮化硼（h-BN）之间嵌入石墨烯来增强的磁邻近耦合，所述六方氮化硼也用作顶栅电介质。通过扫描顶栅电压，我们观察到费米能级依赖的反常霍尔电导。当从电子和空穴两侧接近狄拉克点时，反常霍尔电导达到量子反常霍尔电导2 e ~ 2/h的1/4。的交换耦合强度被确定为高达27毫电子伏的诱导磁相的转变温度。YIG/graphene/h-BN是一种很好的异质结材料，可以用来研究二维电子系统中的邻近诱导相互作用。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall
Exchange magnetic field torques in YIG/Pt bilayers observed by the spin-Hall magnetoresistance
利用自旋霍尔磁阻（SMR）测量了钇铁石榴石薄膜对Pt薄膜自旋积累的有效场力矩。结果，可以电测量铁磁绝缘层的磁化方向。实验的横向和纵向电阻是很好地描述的SMR的理论模型的直接和逆自旋霍尔效应，对于不同的Pt厚度[3，4，8和35 nm]。采用Pt的自旋霍尔角$θ_{SH}=0.08$，得到了Pt的自旋扩散长度（$λ=1.1\pm0.3$ nm）以及自旋混合电导的实部（$G_r=(7\pm3)\times10^{14}Ω^{-1}$ m $^{-2}$）和虚部（$G_i=(5\pm3)\times10^{13}Ω^{-1}$ m $^{-2}$）及其比值（$G_r/G_i=16\pm4$）.
2013-07-01 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin torque resonance of magnetic insulators
我们制定了一个理论的交流自旋霍尔磁阻（SMR）在双层系统组成的磁性绝缘体，如钇铁石榴石（YIG）和重金属，如铂（Pt）。基于漂移扩散自旋模型和界面处的量子力学边界条件，推导出了直流电压产生的表达式，揭示了自旋力矩铁磁共振（ST-FMR）。我们预测，ST-FMR实验将揭示有价值的信息，电流感生磁化动力学的磁性绝缘体和交流自旋霍尔效应。
2014-08-20 cond-mat.mes-hall
Spin Hall noise
我们测量了纯自旋电流的低频热涨落的铂薄膜沉积在钇铁石榴石通过逆自旋霍尔效应（ISHE）介导的电压噪声作为一个功能的磁化和运输方向之间的角度$α$。结果与最近发现的自旋霍尔磁电阻的涨落耗散定理一致。我们提出了一个微观描述的$α$依赖的自旋电流波动和ISHE的电压噪声。
2014-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin transport in an insulating ferrimagnetic-antiferromagnetic-ferrimagnetic trilayer as a function of temperature
本文研究了在较宽温度范围内，铁磁-反铁磁-铁磁三层绝缘膜中热生自旋电流的输运性质。利用Pt中的逆自旋霍尔效应探测了钆镓石榴石（GGG）衬底上的钇铁石榴石（YIG）YIG/NiO/YIG三层膜中由自旋塞贝克效应（SSE）产生的自旋电流。通过研究不同NiO厚度的样品，在室温下确定NiO的自旋扩散长度为4.2 nm。有趣的是，低于30 K，反向自旋霍尔信号与GGG基板。在低温下，信号的场依赖性遵循S=7/2自旋（$\mathrm{Gd^{3+}}$）的布里渊函数。SSE信号在低场的急剧变化是由于YIG磁化的切换。在SSE响应中的宽峰在100 K附近观察到，这与YIG中自旋扩散长度的增加有关。这些观测对于理解自旋电流通过磁性绝缘体的产生和传输特性以及顺磁衬底在自旋电流产生中的作用是重要的。
2019-06-28 cond-mat.mes-hall
Effect of Substrate on Spin-Wave Propagation Properties in Ferrimagnetic Thulium Iron Garnet Thin Films
本文研究了GGG和sGGG衬底对TmIG薄膜自旋波传播特性的影响，发现GGG上薄膜支持非互易静磁表面自旋波传播至80 μm，而sGGG上薄膜支持互易前向体自旋波传播至32 μm，为自旋波功能器件设计提供了依据。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Efficient injection and detection of out-of-plane spins via the anomalous spin Hall effect in permalloy nanowires
我们报道了一种新的机制，通过反常自旋霍尔效应（ASHE），其中的自旋积累的方向可以通过操纵铁磁体的磁化强度控制的电注入和检测的面外自旋积累。这种机制与自旋霍尔效应（SHE）不同，在SHE中，沿着平行于界面的固定方向产生自旋累积。我们证明了这种独特的属性的ASHE在纳米线制成的坡莫合金（Py），注入和检测出平面自旋积累的磁性绝缘体，钇铁石榴石（YIG）。我们表明，注射/检测的平面外自旋的效率可以高达50%的平面内自旋。我们进一步报告的可能性，以检测平行于Py/YIG接口的自旋完全面向面外方向的自旋电流，导致在非本地磁振子自旋信号的符号反转。我们已经证明的新机制与自旋扭矩器件和应用高度相关。
2018-05-29 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effect in YIG$|$Pt bilayers
通过磁化方向相关的磁电阻实验测量了钇铁石榴石$|$铂（YIG $|$ Pt）双层膜中的寻常和反常霍尔效应。我们的数据表明，亚铁磁绝缘体YIG的存在下，导致一个异常的霍尔像签名的Pt，敏感的Pt厚度和温度。解释的自旋霍尔反常霍尔效应的实验结果表明，自旋混合界面电导的虚部$G_{\mathrm{i}}$起着至关重要的作用，在YIG $|$ Pt双层膜。特别是，我们的数据表明$10\,\mathrm{K}$和$300\,\mathrm{K}$之间$G_{\mathrm{i}}$的符号变化。此外，我们报告了一个更高阶的霍尔效应，这出现在YIG上的Pt薄膜在低温下。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrastrong coupling between a microwave resonator and antiferromagnetic resonances of rare earth ion spins
量子磁效应是利用微波与磁有序自旋系统之间强集体耦合的一个新兴而活跃的研究领域。到目前为止，量子磁振子的工作主要集中在过渡金属和几乎完全在钇铁石榴石（YIG）的铁磁共振。反铁磁系统由于不产生杂散场而受到关注，因此对磁扰动具有鲁棒性，并且具有窄的、形状无关的谐振线宽。在这里，我们展示了第一个实验证据之间的微波腔和集体反铁磁共振（磁振子）在稀土晶体的超强耦合。稀土元素独特的光学和自旋性质与集体反铁磁有序的结合为新的量子磁子应用铺平了道路。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Negative spin Hall magnetoresistance of Pt on the bulk easy-plane antiferromagnet NiO
报道了反铁磁NiO（111）单晶上Pt霍尔棒的自旋霍尔磁电阻（SMR）测量。在较宽的温度范围内以及强于0.25T的磁场下观察到与常规SMR符号相反的SMR。SMR的负符号可以通过反铁磁体的易磁化平面（111）内的几乎垂直于外部磁场的磁矩的排列来解释。这种磁矩排列和外部磁场方向的相关性仅通过材料的易平面性质来实现，而不需要与附加铁磁体的任何交换耦合。SMR信号强度随着温度的升高而降低，主要是由于包括波动的Néel阶的降低。增加的磁场增加了SMR信号强度，因为存在较少的畴，并且在高磁场下更强地操纵磁矩。SMR在$6$ ~T的外加磁场下饱和，导致$\sim10^{18}~ Ω^{-1}$ m $^{-2}$的自旋混合电导，这与诸如钇铁石榴石的绝缘亚铁磁体上的Pt的自旋混合电导相当。氩等离子体处理使自旋混合电导加倍。
2017-06-09 cond-mat.mes-hall
Observation of the spin Nernst effect
对自旋霍尔效应的观察引发了对纯自旋电流输运的深入研究。随着自旋霍尔效应、自旋塞贝克效应和自旋珀耳帖效应的观察，我们对纯自旋电流输运的描述基本完成。唯一缺少的部分是自旋能斯特（-埃廷斯豪森）效应，到目前为止，它只在理论上进行了讨论。在这里，我们报告的自旋能斯特效应的观察。通过施加纵向温度梯度，我们在Pt薄膜中产生了纯横向自旋电流。对于读出，我们利用磁化取向相关的自旋转移到相邻的钇铁石榴石层，转换成纵向热电势电压的受控变化的自旋能斯特电流在Pt。我们的实验表明，自旋能斯特和自旋霍尔效应在铂是相当的幅度，但不同的符号，作为证实的第一性原理计算。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent relaxation of dipole-exchange magnons in yttrium iron garnet films
本文实验研究了20 K至340 K范围内YIG薄膜和块体晶体中磁振子的弛豫行为，发现YIG薄膜在150 K以下磁振子弛豫速率显著增加（最高达340 K参考值的10.5倍），并归因于稀土杂质及GGG衬底自旋耦合。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct detection of magnon spin transport by the inverse spin Hall effect
利用空间分离的感应自旋波源和逆自旋霍尔效应（ISHE）探测器，在时间分辨实验中，证明了行波磁振子到电子携带自旋流的转换.短自旋波包在钇铁石榴石（YIG）波导中由微波信号激发，并且在3mm的距离处由附着的Pt层检测为延迟的ISHE电压脉冲。由于有限的自旋波群速度，在检测中出现延迟，证明了磁振子自旋输运。实验表明，利用自旋波的信息传输在宏观距离的自旋电子器件和电路。
2011-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin Wave Interference Detection via Inverse Spin Hall Effect
本研究通过逆自旋霍尔效应实现自旋波干涉检测，在钇铁石榴石波导中激发相干自旋波并调控相位差，测得ISHE电压随相位差振荡，为自旋波相位转电信号的逻辑电路应用提供实验依据。
2021-05-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Giant Extrinsic Spin Hall Effect due to Rare-Earth Impurities
我们研究了电子气模型中由于磁性杂质引起的非本征自旋霍尔效应，重点是Ce和Yb杂质。在稀释极限，斜散射项占主导地位的侧跳项。对于Ce杂质，由于斜散射引起的自旋霍尔角$α_{\rm SH}$由$-8π\sinδ_2/7$给出，其中$δ_2 (\ll 1)$是$d (l=2)$分波的相移。由于$α_{\rm SH}$达到$O(10^{-1})$，如果$δ_2 \simge 0.03$，自旋霍尔效应预计在具有稀土杂质的金属中是相当大的。巨大的非本征SHE起源于大的轨道角动量，这对本征SHE也很重要。
2008-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of pure inverse spin Hall effect in ferromagnetic metals by FM/AFM exchange bias structures
报道了钇铁石榴石（YIG）中自旋塞贝克效应（SSE）产生的自旋电流可以被铁磁金属（NiFe）探测到。通过使用FM/AFM交换偏置结构（NiFe/IrMn），NiFe的逆自旋霍尔效应（ISHE）和平面能斯特效应（PNE）可以明确地分离，允许我们观察到纯ISHE信号。在消除了NiFe中的面内温度梯度之后，我们甚至可以观察到纯ISHE信号，而没有来自NiFe本身的PNE。值得注意的是，获得了与Pt相当的NiFe的大自旋霍尔角（0.098）。本工作提供了一种FM/AFM交换偏置结构，通过电荷信号检测自旋电流，并强调了铁磁金属中的ISHE可以用于自旋电子学的研究和应用。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall magnetoresistance in Pt/(Ga,Mn)N devices
本文通过自旋霍尔磁电阻测量评估了Pt/(Ga,Mn)N界面的自旋转移效率，发现其自旋混合电导实部与最先进的YIG/Pt界面相当，并证明在居里温度以上仍可高效产生和检测自旋电流。
2024-10-11 cond-mat.mes-hall
Nonlocal Anomalous Hall Effect
反常霍尔效应被认为是铁磁金属独特的输运性质，是由自旋极化和自旋轨道耦合共同作用引起的。然而，最近的实验表明，这种效应也发生在与磁性绝缘体（钇铁石榴石（YIG））接触的金属（Pt）中，即使采取预防措施以确保金属中没有感应磁化。我们提出了一个理论，这种效果的基础上从磁界面和自旋霍尔效应在大块的金属自旋相关的散射的联合行动。与以前的理论不同，我们预测的效果是一阶的自旋轨道耦合，就像传统的异常霍尔效应-唯一的区别是空间分离的自旋轨道相互作用和磁化。为此，我们将这种效应命名为\textit{nonlocal anomalous Hall effect}，并预言其符号将由金属中自旋霍尔角的符号决定。理论计算的AH电导率与Pt/YIG结构中的测量值符合得很好。
2015-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temporal evolution of auto-oscillations in a YIG/Pt microdisc driven by pulsed spin Hall effect-induced spin-transfer torque
利用时间分辨布里渊光散射（BLS）技术，对钇铁石榴石（YIG）/铂（Pt）微盘中自旋霍尔效应-自旋转移矩（SHE-STT）驱动的自激振荡的时间演化进行了实验研究。它表明，自振荡的频率是不同的，在中心和边缘的研究光盘，这是有关的同时STT激发的子弹和非本地化的自旋波模式。此外，发现磁化旋进强度在20 ns或更长的时间尺度上饱和，这取决于电流密度。出于这个原因，我们的研究结果表明，电流和脉冲持续时间之间的适当比例是至关重要的未来STT为基础的设备。
2016-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Anomalous Hall effect in 2D Rashba ferromagnet
在二维Rashba铁磁体中，稀有杂质组态上的斜散射主导了反常的霍尔效应。该机制起源于散射罕见的杂质对分离的费米波长的顺序的距离。相应的理论描述超越了传统的无交叉近似。该机制提供了唯一的贡献，在最相关的金属制度的异常霍尔电导率和强烈修改先前获得的结果为较低的能量在领先的顺序相对于杂质强度。
2020-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Promoting $p$-based Hall effects by $p$-$d$-$f$ hybridization in Gd-based dichalcogenides
本研究通过第一性原理计算发现，Gd基二硫族单层化合物因p-d-f杂化呈现显著p基霍尔效应，关联强度和应变可调控其电子结构与输运特性，为拓扑自旋电子学和轨道电子学提供新平台。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall
Giant nonlinear Hall effect in a Pt/ferrimagnetic insulator bilayer under Zeeman-exchange frustration
Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC)（巴塞罗那材料科学研究所（ICMAB-CSIC））
该研究发现Al取代铽铁石榴石的塞曼-交换阻挫可使相邻Pt层产生巨大非线性霍尔响应，通过实验和模拟确定焦耳热为谐波响应的驱动源，为补偿型铁磁体非线性磁输运提供了新途径。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface-Controlled Spin-Orbit Torques in Rare-Earth Synthetic Ferrimagnets Probed by Sagnac Magneto-Optics and Harmonic Hall Measurements
Institut Jean Lamour, Université de Lorraine（洛林大学让·拉缪尔研究所）；New York University（纽约大学）
本研究利用Sagnac磁光技术和谐波霍尔测量探究Co/Gd基合成亚铁磁体，明确界面对自旋轨道转矩的调控作用，证实Gd层在转矩产生中的功能，实现低电流密度下的SOT开关，为优化低功耗自旋电子器件提供新平台。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin current noise of the spin Seebeck effect and spin pumping
本文从理论上研究了正常金属/铁磁体双层膜系统中由自旋Seebeck效应和自旋抽运引起的纯自旋电流的涨落。从一个简单的FI-NM界面模型与自旋守恒和自旋非守恒过程，我们推导出一般表达式的自旋电流和自旋电流噪声在界面内的FI-NM耦合强度的二阶微扰，并估计它们的钇铁石榴石（YIG）-铂界面。我们表明，自旋电流噪声可以用来确定由磁振子携带的有效自旋，在界面处的自旋非守恒过程修改。此外，我们表明，它提供了信息的有效自旋的磁振子，加热下的自旋泵，和自旋霍尔角的NM的接口。
2017-12-04 cond-mat.mes-hall
Thickness and power dependence of the spin-pumping effect in Y3Fe5O12/Pt heterostructures measured by the inverse spin Hall effect
本文定量研究了用逆自旋霍尔效应（ISHE）探测的钇铁石榴石（Y3 Fe 5 O 12，YIG）厚度对自旋抽运效应的影响。由于亚铁磁绝缘体YIG膜中的磁化旋进驱动的自旋泵浦效应，自旋极化的电子流被注入到Pt层中。这种自旋电流通过ISHE转换成电荷电流。观察到ISHE电压随着膜厚度的增加而增加，并与理论预期的行为进行比较。YIG/Pt样品的有效阻尼系数随YIG膜厚度的减小而增大。所研究的样品表现出g=（7.43 \pm 0.36）\times 10^{18} m^{-2}的自旋混合电导和theta_{ISHE} = 0.009 \pm 0.0008的自旋霍尔角。此外，在高励磁功率的非线性效应的产生的电压和吉尔伯特阻尼参数的影响。结果表明，对于小的YIG膜厚度的展宽的线宽，由于在高激发功率的非线性效应被抑制，因为缺乏非线性多磁振子散射通道。我们发现，厚YIG样品表现出明显的非线性效应的自旋泵浦效率的变化是远远小于非线性增强的阻尼。
2013-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall Effect on the surface of topological Kondo insulators
计算了立方拓扑近藤绝缘体表面态的反常霍尔电导率$σ_{xy}$。我们考虑了（001）面上具有三个Dirac锥的表面态的一般模型。在不同的狄拉克口袋中，费米速度、费米动量和塞曼能量可能不相等。微观杂质势介导了带内和带间混合的非本征散射过程。我们的计算$σ_{xy}$是基于Kubo-Streda图解法。它包括衍射斜散射的贡献来自罕见的两个杂质的配合物。值得注意的是，这些贡献产生异常霍尔电导率是独立的杂质浓度，因此是相同的顺序作为其他已知的非本征侧跳和斜散射项。我们讨论了各种特殊情况下，我们的研究结果和实验相关性的背景下，最近的滞后磁输运数据在钐$_6$样品。
2016-01-02 cond-mat.mes-hall
Control of the Bose-Einstein Condensation of Magnons by the Spin-Hall Effect
本文证明利用自旋霍尔效应注入或湮灭磁振子可调控快速冷却诱导的磁振子玻色-爱因斯坦凝聚，阈值随电流极性变化-8%和+6%，为自旋电子器件中宏观量子态控制提供新方法。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.app-ph
Redefinition of spin Hall magnetoresistance
利用多导电沟道模型，我们重新定义了自旋霍尔磁电阻（SMR）的微观机制。非极化电子流在薄膜样品的上、下、左、右四个界面上的自旋积累产生了四个导电通道，对应于极化电子流相对于外加磁场（$\mathbf{H}$）的不同自旋方向的不同电阻状态，最终产生SMR效应.磁绝缘层，如钇铁石榴石（YIG），是不是观察SMR的必要条件。相反，SMR效果是完全实现的，一个数量级的增加，在样品中与隔离的Co $_2$ FeAl（0.3 nm）晶粒的不连续层覆盖的2.5 nm厚的Pt层在MgO衬底上。该模型直观地给出了SMR效应的典型关系式，即$ρ_{\parallel}\approxρ_{\bot}>ρ_{T}$，其中$ρ_{\bot}$、$ρ_{\parallel}$和$ρ_{T}$分别为外加磁场（$\mathbf{H}$）方向垂直于电流方向（Z方向）、平行于电流方向（X方向）和垂直于电流方向（Y方向）的纵向电阻率。研究表明，极化和非极化传导电子之间的散射是SMR的起源，当$\mathbf{H}$方向在XZ平面内旋转时，本征SMR不是常数，这与文献报道的SMR机制不同.
2015-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vortex states of a disordered quantum Hall bilayer
提出并求解了在强光滑无序极限下无序量子霍尔双层膜涡旋结构的模型。我们认为，有一个特征性的无序强度，低于该强度的涡旋将是罕见的，而高于该强度的涡旋则会激增。我们预测，这可以观察到在一个给定的样品中调整电子密度。强无序区的基态可以理解为涡旋-反涡旋晶体的乳状液。其特征包括抑制逆流电流的空间衰减。我们发现，与一个干净的系统相比，这种衰变的长度尺度至少增加了一个数量级。这提供了一个可能的解释，通过层间隧道的逆流电流的泄漏明显的情况下，即使在实验中进行的相干相，其中观察到增强层间隧道深。
2009-06-18 cond-mat.mes-hall
Manipulating the photonic Hall effect with hybrid Mie-exciton resonances
我们研究的远场光学响应，平面下波激发的存在下，一个静态的磁场，核壳纳米粒子涉及的旋电组件，无论是作为内部或外部层，通过分析计算的基础上适当扩展米氏理论。我们专注于光的吸收和光的散射由铋取代的钇铁石榴石（Bi：YIG）纳米球和纳米壳，结合激子材料，如有机分子聚集体或二维过渡金属二硫属化物，并讨论了混合字符的模式出现从耦合的两个组成部分。我们观察到强磁光现象的激发，并探讨，特别是，磁横向光电流的响应和可调谐性，表示光子霍尔效应。我们展示了Bi：YIG和激子层之间的相互作用如何导致一对窄带的高度定向散射，从上述杂交中出现，可以通过调整系统的几何或光学参数来随意调谐。我们的理论研究引入了光学各向异性介质作为有前途的模板，在纳米光子学强耦合，提供了一种手段，结合可调的磁性和光学特性，在全介质光子器件的设计，但也在新的临床应用的潜在影响。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological Hall effect at above room temperature in heterostructures composed of a magnetic insulator and a heavy metal
非易失性存储器和计算技术依赖于对不会磨损的超微小信息载体的有效读取和写入。磁skyrmions正在成为一个潜在的载体，因为它们是拓扑鲁棒的纳米级自旋纹理，可以用超低电流密度操纵。迄今为止，大多数的skyrmions报告在金属薄膜，遭受额外的欧姆损耗，因此高能量耗散。因此，磁绝缘体中的skyrmions由于其低阻尼和没有欧姆损耗而对于低功率信息处理应用具有技术重要性。此外，它们吸引了研究各种磁振子-skyrmion相互作用的基本兴趣11。Skyrmions已被观察到在一个绝缘材料Cu 2 OSeO 3在低温下，在那里他们是稳定的散装Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用。在这里，我们报告了在磁性绝缘体/重金属异质结构中在室温以上存活的磁性skyrmions的观察，即，钍铁石榴石/铂。这些skyrmions的存在是由于界面处的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用引起的，并由涌现拓扑霍尔效应确定。通过改变温度来调节磁各向异性，我们在一个大的外磁场窗口中观察到skyrmions，并增强了skyrmions在易平面各向异性区域的稳定性。我们的研究结果将有助于创造一个新的平台，绝缘skyrmion为基础的室温低耗散自旋电子应用。
2019-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heat-induced damping modification in YIG/Pt hetero-structures
我们通过实验证明了利用跨钇铁石榴石/铂（YIG/Pt）异质结构的厚度的温度差来操纵磁化弛豫：阻尼根据温度梯度的符号而增加或减少。这种效应可以用热致自旋力矩对磁化旋进的影响来解释。通过微波技术以及通过由自旋泵入相邻Pt层引起的DC电压以及随后通过逆自旋霍尔效应转换成充电电流来检测阻尼的热诱导变化。
2012-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Griffiths phase in the thermal quantum Hall effect
二维无序超导体的自旋-旋转不变性和时间反转不变性（如px + ipy配对）可以表现出热霍尔系数的平台（热量子霍尔效应）。我们的数值模拟表明，由于罕见的无序组态的影响，相图的霍尔绝缘区可以支持准粒子态密度在零能量处发散的子相，ρ（E）\sim |E| ^{1/z-1}，具有非普适指数$z>1$（"格里菲斯相“）。
2005-03-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Comparative study of magnetic quantum oscillations in Hall and transverse magnetoresistance
本文通过对比 TmTe₃ 中霍尔系数与磁阻的量子振荡，发现霍尔振荡更强且耐高温，并提出利用两者振幅比随磁场的线性斜率来精确测量电子平均自由时间及其温度依赖。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large unconventional anomalous Hall effect far above room temperature in epitaxial Fe$_3$Ga$_4$ films
本文报道在外延Fe$_3$Ga$_4$薄膜中发现远高于室温、低磁场下稳定的大非传统反常霍尔效应，其源于场诱导横向锥形螺旋相的涨落驱动标量自旋手性，为自旋电子器件提供了罕见的候选材料。
2025-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Efficient conversion of orbital Hall current to spin current for spin-orbit torque switching
自旋霍尔效应（自旋电流的电生成）允许有效地控制磁化。最近的理论表明，轨道霍尔效应产生的轨道电流，可以远远大于自旋霍尔诱导的自旋电流。然而，轨道电流不能直接对铁磁体施加转矩，需要从轨道电流到自旋电流的转换过程。在这里，我们报告了两种有效的方法，通过自旋-轨道耦合工程，这使我们能够明确地证明轨道电流诱导的自旋力矩，或轨道霍尔力矩的转换。我们发现，轨道霍尔扭矩大大增强通过引入稀土铁磁体Gd或Pt界面层与Cr/铁磁体结构中的强自旋轨道耦合，表明在Cr中产生的轨道电流有效地转换成自旋电流中的Gd或Pt层。此外，我们发现，轨道霍尔力矩可以促进减少自旋轨道转矩为基础的自旋电子器件的垂直磁化的开关电流。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
