Spin Transport and Precession in Graphene measured by Nonlocal and Three-Terminal Methods
我们利用Hanle效应在非局域三端测量几何中研究了石墨烯中的自旋输运和旋进.相同的自旋寿命，自旋扩散长度和自旋极化的石墨烯设备中观察到这两种技术在很宽的温度范围内。自旋输运模型很好地解释了自旋信号的大小。这些观察排除了两种几何结构界面处的任何信号增强或额外散射机制。这验证了基于石墨烯的自旋电子器件的测量方法的适用性及其自旋参数的可靠提取。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manifestation of nonlocal electron-electron interaction in graphene
石墨烯是一个理想的平台，研究多体效应，由于其半金属特性和可能性，掺杂它在很大范围内。在这里，我们研究了石墨烯的占用$π$ -带的宽度作为掺杂的函数，使用角分辨光电发射。在增加电子掺杂，我们观察到预期的移动带更高的结合能。然而，这种移动不是刚性的，带的底部移动小于狄拉克点。我们发现，所观察到的位移不能占本地密度近似的能带结构计算，但必须考虑到非本地交换相互作用。
2016-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pure spin current transport in a SiGe alloy
利用四端非局域磁电阻测量方法，研究了Si $_{\rm 0.1}$ Ge $_{\rm 0.9}$横向自旋阀器件中的纯自旋电流输运特性（$n \sim$ 5.0 $\times$ 10 $^{18}$ cm $^{-3}$）.明确的非本地自旋阀信号和汉勒效应曲线，表明产生，操纵，和检测纯自旋电流，观察。Si $_{\rm 0.1}$ Ge $_{\rm 0.9}$层在低温下的自旋扩散长度和自旋寿命被可靠地估计为分别为$\sim$ 0.5 $μ$ m和$\sim$ 0.2 ns。这项研究表明，探索物理和发展自旋电子学应用的可能性，使用SiGe合金。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Anomalous Nonlocal Resistance and Spin-charge Conversion Mechanisms in Two-Dimensional Metals
我们揭示了具有自旋轨道耦合的二维金属材料的非局域输运行为中的两个反常特征。首先，即使在没有磁场的情况下，非局部电阻也可以具有负值并且随距离振荡。第二，非局域电阻在外加面内磁场（Hanle效应）下的振荡在场反转时可以是不对称的。这两个功能是由直接磁电耦合，这是可能的，在材料与破坏反转对称，但不包括在以前的自旋扩散理论的非局域运输。这些效应可以用来确定不同的自旋-电荷转换机制的相对贡献。它们应该是可观察到的adatom功能化的石墨烯，并可能提供在最近的非局部传输实验的石墨烯的差异的原因。
2017-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Drift in Highly Doped n-type Si
本文给出了高掺杂n型硅在8 K时自旋漂移速度的定量估算。一个本地的两个终端汉勒测量能够检测作为外部电场的函数的Si的自旋信号的调制，并且通过使用自旋漂移扩散方程和汉勒型自旋进动的解析解来分析这种调制。分析表明自旋漂移速度与电场成线性关系。采用改进的非定域四端方法对自旋漂移效应对自旋信号的贡献进行了交叉检验。
2014-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature spin transport in n-Ge probed by four-terminal nonlocal measurements
我们演示了在室温下使用四端非局域自旋阀和Hanle效应测量在具有Heusler合金肖特基隧道接触的横向自旋阀（LSV）器件中的$n$型Ge（$n$-Ge）中的电自旋注入和检测。所用Ge层（$n \sim$ 1 $\times$ 10 $^{19}$ cm $^{-3}$）在296 K下的自旋扩散长度（$λ$ $_{\rm Ge}$）估计为$\sim$ 0.44 $\pm$ 0.02 $μ$ m。对于具有相对低的电阻-面积积（$RA$）值（$\le$ 1 k $Ω$ $μ$ m $^{2}$）的LSV，可以在低偏置电压范围（$\le$ 0.7 V）下可再现地观察到室温自旋信号。这意味着这里使用的肖特基隧道接触比铁磁体/MgO隧道接触（$RA \ge$ 100 k $Ω$ $μ$ m $^{2}$）更适合于开发Ge自旋电子应用。
2017-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface spin flip probability of mesoscopic Ag wires
通过对坡莫合金/Ag横向自旋阀的非局域自旋阀和Hanle效应测量，研究了扩散输运机制下介观Ag丝的自旋弛豫。动量和自旋弛豫时间之间的比率在低温下不是恒定的。这可以用Elliott-Yafet自旋弛豫机制来解释，即考虑动量表面弛豫时间与温度有关。我们提出了一个模型，分别确定自旋翻转概率的声子，杂质和表面散射，发现自旋翻转概率是最高的表面散射。
2010-02-17 cond-mat.mes-hall
Room temperature nonlocal detection of charge-spin interconversion in a topological insulator
本研究利用石墨烯自旋阀范德华异质结，在室温下实现了拓扑绝缘体 Bi₁.₅Sb₀.₅Te₁.₇Se₁.₃ 中电荷-自旋转换及其逆效应的非局域探测，证实了效应的鲁棒性，为室温全电学自旋电子器件提供了可能。
2024-01-25 cond-mat.mes-hall
Nonlocal transport in a hybrid two-dimensional topological insulator
研究了由注入器和探测器组成的H型二维HgTe/CdTe量子阱中的非定域电阻，注入器和探测器都可以在量子自旋霍尔或金属自旋霍尔区进行调谐.由于HgTe/CdTe量子阱中存在强的自旋-轨道相互作用，因此在量子阱中存在自旋霍尔效应和非局域电阻。我们发现当探测器和注入器都处于量子自旋霍尔区时，非局域电阻量子化在$0.25\frac{h}{e^2}$，这对弱无序散射和小磁场是鲁棒的。当超过这个区域时，非局域电阻迅速减小，并受到无序和磁场的强烈抑制。在强磁场作用下，量子自旋霍尔区将转变为量子霍尔区，非局域电阻将消失。HgTe/CdTe量子阱特殊的能带结构产生了非局域信号，这种非局域信号在不同杂化区域的表现形式可以看作是二维拓扑绝缘体中螺旋量子自旋霍尔边缘态的指纹。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Spin transport in graphene nanostructures
石墨烯是自旋电子学的一种有趣材料，即使在室温下也显示出长的自旋弛豫长度。对于未来的自旋电子器件，重要的是要了解自旋的行为和限制自旋输运的结构中的尺寸小于自旋弛豫长度。然而，石墨烯纳米结构中的自旋注入和输运的研究是高度未开发的。在这里，我们研究了尺寸小于自旋弛豫长度的纳米结构石墨烯中的自旋注入和弛豫。对于石墨烯纳米岛，其中的边缘长度与面积的比率是远远高于标准设备，我们表明，在边缘增强自旋翻转过程似乎并没有发挥主要作用的自旋弛豫。另一方面，接触诱导的自旋弛豫对这些低维结构具有更显著的影响。通过研究通过石墨烯量子点的非局域自旋输运，我们观察到所获得的自旋弛豫值由连接的石墨烯岛而不是由量子点本身决定。使用一个简单的模型，我们认为，未来的非本地汉勒进动测量可以获得一个更显着的值的自旋弛豫时间的量子点通过使用高自旋极化接触结合低隧穿率。
2014-12-02 cond-mat.mes-hall
Large enhancement in the generation efficiency of pure spin currents in Ge using Heusler-compound Co_2FeSi electrodes
我们研究了具有高度有序Co_2FeSi/n^+-Ge肖特基隧道接触的n-Ge基横向自旋阀器件中的非局域自旋输运。清晰的自旋阀信号和汉勒效应曲线表明，在低温下，表示产生，操纵，和检测纯自旋电流的n-Ge。得到的自旋产生效率约为0.12是约两个数量级大于与Fe/MgO隧道势垒接触的设备先前报道。考虑到自旋相关的行为与温度的演变，我们推断，它是必要的，同时证明高自旋产生效率和提高质量的传输通道，以实现Ge基自旋电子器件。
2013-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional ferromagnetic edge contacts to two-dimensional graphene/h-BN heterostructures
我们报道了一维（1D）铁磁边缘接触到二维（2D）石墨烯/h-BN异质结构的制造。同时旨在研究自旋注入/检测与一维边缘接触，一个虚假的磁阻信号被观察到，这是发现源于本地霍尔效应在石墨烯由于边缘场从铁磁边缘接触和在存在的电荷电流扩散的非本地测量配置。这种行为已经证实了一个汉勒信号和栅极相关的磁阻测量，揭示了电子和空穴掺杂的制度，这是在自旋信号的预期行为相反的信号的符号的变化的情况下。计算表明，接触引起的边缘场通常是数百mT的顺序，但可以减少到100 mT以下的接触几何形状的仔细优化。由于接触中的隧穿各向异性，可能存在来自磁阻效应的额外贡献，这需要进一步研究。这些研究对于优化一维边缘接触的二维材料异质结构中的自旋注入和探测是有用的。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Spin Transport and Relaxation in Graphene
我们回顾了我们最近在石墨烯中自旋注入、输运和弛豫方面的工作。利用非局域磁电阻（MR）测量研究了单层石墨烯（SLG）中的自旋注入和输运。使用透明接触（Co/SLG）或隧穿接触（Co/MgO/SLG）进行自旋注入。与隧道接触，非局部MR增加了约1000倍，自旋注入/检测效率大大提高从~1%（透明接触）到~ 30%。利用非局域Hanle测量研究了石墨烯自旋阀的自旋弛豫。对于透明接触，自旋寿命在50-100 ps的范围内。表面化学掺杂的影响表明，自旋寿命的顺序为100 ps，杂质散射（金）是不是占主导地位的自旋弛豫机制。当使用隧道接触来抑制接触诱导的自旋弛豫时，我们观察到自旋寿命在室温下长达771 ps，在SLG中在4 K下为1.2 ns，在双层石墨烯（BLG）中在20 K下为6.2 ns。此外，在SLG和BLG中观察到相反的自旋弛豫行为。我们发现，Elliot-Yafet自旋弛豫占主导地位的SLG在低温下，而Dyakonov-Perel自旋弛豫占主导地位的BLG在低温下。栅极可调自旋输运的研究使用的SLG属性的栅极可调导电性，并结合不同类型的接触（透明和隧道接触）。与理论预测一致，非本地MR是成正比的SLG导电性透明接触和变化成反比的SLG导电性隧道接触。最后，研究了SLG中的双极自旋输运，观察到了透明接触的SLG自旋阀的电子-空穴不对称性。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Entanglement and thermokinetic uncertainty relations in coherent mesoscopic transport
该研究以耦合双热库的双量子点为模型，利用纠缠、非定域性及TUR/KUR违背刻画量子相干性，给出经典随机跳跃模型失效的判据。
2023-06-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-dimensional hydrodynamic viscous electron flow in annular Corbino rings
McGill University（麦吉尔大学）；National High Magnetic Field Laboratory（国家强磁场实验室）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究通过环形科布诺环中的非局部电子输运测量，发现粘性流体流动可在远离源漏电流区域的地方出现，验证了电子系统中集体流动的流体粘性现象。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
