Geometric phases in semiconductor spin qubits: Manipulations and decoherence
我们描述了在自旋轨道耦合的情况下，量子点中单电子自旋在经典或量子电场作用下所产生的几何相位效应。一方面，所施加的电场可用于控制几何相位，这允许在不使用高频磁场的情况下执行量子相干自旋操纵。另一方面，波动场诱导导致自旋弛豫和失相的随机几何相位，从而限制了这种自旋作为量子比特的使用。我们估计的衰减率，由于压电声子和传导电子在电路中，都代表占主导地位的电噪声源具有不同的功率谱。
2008-01-09 cond-mat.mes-hall
Geometric phase-control of a spin-torque oscillator
我们表明，自旋扭矩振荡器的相位一般获得几何贡献后，缓慢和周期性变化的参数，管理其动态。作为一个例子，我们计算的几何相位，结果从外部场和电流的幅度的周期性偏移。我们认为热相位波动，并得出结论，几何相位应在室温下与当前的设置实验观察。我们简要评论自旋力矩振荡器阵列和可能的应用。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall
Geometric spin manipulation in semiconductor quantum dots
我们提出了一种通过量子点的绝热输运来完全翻转自旋的方法。我们证明了通过在量子点的自旋态上引入几何相位来翻转自旋是可能的。我们估计的几何自旋翻转时间（约2皮秒），这原来是远远短于实验报告的退相干时间（约。100纳秒），这将提供在达到退相干之前翻转自旋的替代手段。重要的是，Rashba耦合和Dresselhaus耦合都存在，以诱导自旋翻转所需的相位。如果其中之一是缺席，诱导阶段是微不足道的，无关的自旋翻转。
2014-07-14 cond-mat.mes-hall
Optical Resonance Shift Spin Noise Spectroscopy
量子自旋涨落提供了一种在没有系统微扰的情况下研究自旋动力学的独特方法。在这里，我们提出了一个强有力的工具来测量各种系统的自旋噪声的光学共振位移自旋噪声光谱从磁性杂质在固体中的自由原子和分子。这些系统中的量子自旋涨落可以使光共振产生大于均匀线宽的位移，并产生巨大的法拉第旋转噪声。我们证明，共振移位自旋噪声光谱提供访问高阶自旋相关器，其中包含完整的信息与二阶相关器的自旋动力学相比，由传统的保利阻塞自旋噪声光谱测量。在横向磁场中的法拉第旋转噪声谱中，高阶量子自旋共振子表现为梳状峰。这种效应与Mn掺杂纳米结构中观察到的多自旋翻转拉曼散射密切相关。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall
Geometrical spin dephasing in quantum dots
我们研究了量子点中电子自旋的自旋轨道介导弛豫和退相。我们发现，高阶贡献提供了一个松弛机制，占主导地位的低磁场，是几何起源。在低场极限弛豫是由耦合到电子空穴激发和可能的$1/f$噪声，而不是声子。
2006-08-25 cond-mat.mes-hall
Charge noise, spin-orbit coupling, and coherence of single-spin qubits
自旋-轨道耦合在量子点量子计算架构中是普遍存在的，并且使得自旋量子比特对电荷噪声敏感。我们导出了描述自旋轨道和噪声对量子点中单自旋量子比特影响的哈密顿量。弛豫是由于噪声耦合不同的轨道水平，并占主导地位的屏蔽点附近的整个电荷缺陷。失相源于引起轨道能级之间的相对波动的噪声，并且由衬底中的屏蔽的全电荷缺陷和未屏蔽的偶极缺陷驱动。失相时间在诸如Si和GaAs的普通材料之间有很大的不同。它们可以通过增加栅极场，选择具有弱自旋轨道的材料如Si，使点更窄或使用积累点来增强。
2014-11-13 cond-mat.mes-hall
Shot Noise Induced by Nonequilibrium Spin Accumulation
当电流通过势垒时，电子在势垒处的分配过程产生散粒噪声，反映了电荷的离散性质。本文报道了在全半导体横向自旋阀器件中观察到的与非平衡自旋积累引起的自旋电流有关的过量散粒噪声。我们发现这种多余的散粒噪声与自旋流成正比。此外，我们还通过测量电流噪声定量地确定了自旋注入诱导的电子温度。我们的实验表明，自旋积累驱动的散粒噪声提供了一种新的手段，研究非平衡自旋输运。
2015-01-25 cond-mat.mes-hall
Spin Torque Dynamics with Noise in Magnetic Nano-System
我们研究了单畴铁磁体的磁化动力学中平衡和非平衡噪声的作用。从微观模型出发，详细推导了自旋散粒散粒噪声相关器的理论公式。我们研究了非平衡噪声对自旋力矩动力学的影响，包括在稳态进动区和自旋转换区。在后一种情况下，我们采用广义福克-普朗克方法自旋开关，模型的开关由一个有效的温度升高的阿克里乌斯定律。我们计算了自旋散粒噪声引起的有效温度的重整化，并表明非平衡噪声导致冷点和热点的产生与噪声强度有关。
2010-08-30 cond-mat.mes-hall
Spin-noise in the anisotropic central spin model
自旋噪声测量可以直接探测半导体量子点（QD）中电子自旋的微观退相干机制.本文采用Chebyshev展开方法计算了各向异性中心自旋模型中的自旋噪声谱，该方法精确地解释了有限尺寸系统中任意长但固定时间的动力学过程.在各向同性的情况下，描述量子点与一个单一的电子充电，短时间动力学是在良好的协议与准静态近似的热力学极限。然而，自旋噪声谱在低频处表现出强烈的偏离，具有幂律行为。在伊辛极限，适用于量子点与重空穴自旋，自旋噪声谱表现出阈值行为以上的拉莫尔频率。在一般的各向异性中心自旋模型中，我们发现在有限磁场中，随着各向异性的增加，从高斯型自旋噪声谱到更伊辛型的自旋噪声谱的交叉。为了与实验联系，我们给出了单电子或单空穴量子点系综的系综平均自旋噪声谱。高斯型噪声谱随着单个量子点的特征时间尺度和g因子的扩展而演化为更洛伦兹形状的谱。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall
Spin decoherence in a two-qubit CPHASE gate: the critical role of tunneling noise
半导体自旋量子比特的快速发展使得双量子比特逻辑门的实验演示成为可能。理解两量子比特逻辑门中的自旋退相干对于优化量子比特操作是必要的。研究了用于双量子比特相位控制门的双量子点中两电子在$1/f$电荷噪声作用下的自旋退相干。与通常的看法相反，自旋退相干可以由来自$1/f$电荷噪声的隧穿噪声而不是失谐噪声主导。隧穿噪声可以占主导地位，因为隧穿噪声对自旋量子比特的影响在电荷混合物中是一阶的;而失谐噪声的影响仅是二阶的。不同阶数的贡献导致退相干的失谐量依赖性不同，这为识别噪声源提供了一种方法。我们发现在最近的一个双量子比特实验中，退相干主要是由$1/f$电荷噪声的隧穿噪声。结果说明了考虑隧穿噪声对自旋量子比特优化设计的重要性。
2018-11-28 cond-mat.mes-hall
Theory of spin noise in nanowires
我们发展了半导体纳米线的自旋噪声理论，认为这是自旋电子学的未来元素。在这些结构中，自旋轨道耦合可以实现为在10 nm量级的空间尺度上相关的坐标的随机函数。通过分析不同制度的电子输运和自旋动力学，我们表明，自旋弛豫可以是非常缓慢的，所产生的噪声功率谱增加代数频率趋于零。这种效应使得纳米线中的自旋效应最适合通过快速发展的自旋噪声光谱学进行研究。
2011-11-18 cond-mat.mes-hall
Orbital-geometric spin response: inter-band coherence versus orbital-to-spin conversion
School of Physics, The University of New South Wales（新南威尔士大学物理学院）
本文揭示了中等自旋-轨道耦合下电感应自旋密度中的轨道几何自旋响应（OGSR），其源于带间相干性，在净轨道角动量消失时仍产生逆流，为优化轨道电子学系统提供指导。
2026-09-14 cond-mat.mes-hall
Geometric spin-orbit coupling and chirality-induced spin selectivity
本文报道了一种新的自旋轨道耦合（SOC）--几何SOC.从弯曲空间的相对论理论出发，导出了嵌入平坦三维空间的一般曲线上的有效非相对论哈密顿量.几何SOC是$O(m^{-1})$，其中$m$是电子质量，因此比$O(m^{-2})$的常规SOC大得多。能量尺度估计为100毫电子伏的纳米级螺旋。我们在耦合螺旋模型中计算了电流诱导的自旋极化，作为手性诱导的自旋选择性的代表。我们发现，它取决于螺旋的手性和$0.01 \hbar$每${\rm nm}$的顺序时，$1~{\rm μA}$的充电电流施加。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall
A two-channel model for Spin-relaxation noise
我们发展了一个具有普遍适用性的双通道电阻模型来模拟自旋输运。利用该模型，对于石墨烯作为原型材料的情况，我们计算了与实验值一致的自旋信号。使用相同的模型，我们还模拟了电荷和自旋相关的1/f噪声，无论是在本地和非本地四探针测量方案，并确定噪声的自旋弛豫电阻作为自旋相关的1/f噪声的主要来源。
2017-12-04 cond-mat.mes-hall
Spin and Valley Noise in Two-Dimensional Dirac Materials
本文发展了二维狄拉克材料中光学法拉第旋转噪声的理论。与传统半导体中的自旋噪声相反，我们发现法拉第旋转波动不仅受自旋的影响，而且还受谷间散射过程引起的谷自由度的影响。我们说明我们的理论与二维过渡金属dichalcogenides和讨论签名的法拉第噪声功率谱中的自旋和谷噪声。我们提出了光学法拉第噪声光谱作为探测二维狄拉克材料的自旋和谷弛豫动力学的技术。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall
Optical amplification of spin noise spectroscopy via homodyne detection
目前，对精细半导体自旋系统（例如单个InGaAs量子点）的自旋噪声（SN）光谱测量不受光学散粒噪声的限制，而是受检测系统的电子噪声的限制。在这里，我们报告实现零差SN光谱，使散粒噪声有限的SN测量。对同位素富集的铷原子蒸气中杂质的原理验证测量表明，即使在低频谱中也可以利用零差SN光谱，这有助于先进的半导体自旋研究，如对自旋量子位的高阶SN测量。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall
Spin current shot noise as a probe of interactions in mesoscopic systems
结果表明，自旋分辨电流散粒噪声可以探测介观系统中的吸引或排斥相互作用。这在两种物理情况下示出：i）正常超导结，其中自旋电流噪声被发现为零，以及ii）单电子晶体管（SET），其中自旋电流噪声被发现为泊松。在远离平衡的条件下，排斥相互作用也可能导致弱吸引相关（相反自旋的聚束）。自旋电流散粒噪声可以用来测量自旋弛豫时间$T_1$，并提出了一种设置在一个量子点的几何形状。
2003-11-06 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin noise in MgO magnetic tunnel junctions
我们考虑两个内在的噪声源的超灵敏磁场传感器的基础上MgO磁性隧道结，来自$^{25}$镁核自旋（$I=5/2$，10%的天然丰度），和S=1镁空位。虽然核自旋引起的噪声峰值在MHz频率范围内，空位噪声峰值在GHz范围内。我们发现，在亚微米器件的核噪声具有类似的幅度比$1/f$噪声，而空位引起的噪声占主导地位的GHz范围。有趣的是，有限磁场梯度下的噪声谱可以提供关于MgO层中的自旋的空间信息。
2012-11-30 cond-mat.mes-hall
Current noise generated by spin imbalance in presence of spin relaxation
我们计算了在没有净电流的情况下，由自旋不平衡产生的金属扩散导体中的电流（散粒）噪声。这种情况是在一个理想化的三端设置中建模的，其中包括两个偏置铁磁导线（F导线）和一个正常导线（N导线）。F引线的平行磁化引起N引线处的自旋不平衡和有限散粒噪声。有限自旋弛豫导致散粒噪声的增加，这取决于导体长度（$L$）与自旋弛豫长度（$l_s$）的比率。对于$L\gg l_s$，散粒噪声增加了两倍，并且与F引线的反平行磁化的情况一致。
2016-11-07 cond-mat.mes-hall
General Geometric Fluctuation Modeling for Device Variability Analysis
作者提出了一种新的建模方法的基础上的阻抗场法（IFM）来分析一般的几何变化在器件模拟。与直接对多个变分装置进行建模相比，几何变分（GV）模型由于其基于IFM的性质而显示出更好的效率。与现有的随机几何起伏（RGF）模型相比，该模型将几何变化转化为全局网格变形，并在整个模拟域中计算由几何变化引起的噪声源，因而具有更高的精度和更广泛的应用范围. GV模型还通过提供有效的噪声源、方程贡献和灵敏度图来深入了解器件，这些对器件表征和优化非常有用。
2015-06-02 cond-mat.mes-hall
Theory of optically detected spin noise in nanosystems
本文综述了低维系统和体半导体中的自旋噪声理论。自旋噪声通常通过光学手段检测，连续测量穿过样品的探测光束的偏振面的旋转角。自旋噪声谱产生关于系统的自旋性质的丰富信息，包括例如载流子的$g$因子、自旋弛豫时间、超精细相互作用的参数、自旋-轨道相互作用常数、光学共振的频率和宽度。本文综述了自旋噪声的基本模型、理论描述方法及其与实验结果的关系。讨论了自旋噪声谱、强、弱量子测量和自旋翻转拉曼散射之间的关系，分析了光响应中电荷、电流和谷极化涨落等类似效应的表现。最后，对自旋噪声谱进一步发展的可能方向进行了展望。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall
GHz Spin Noise Spectroscopy in n-Doped Bulk GaAs
我们将自旋噪声光谱学发展为一种超快工具，用于解决半导体中的高频自旋动力学问题。光学非破坏实验揭示了真正的起源的非均匀自旋退相的n掺杂GaAs晶片在密度在金属到绝缘体的转变。的测量证明，在结合深度分辨自旋噪声测量的自旋退相速率的加宽不导致热波动或自旋-声子相互作用，如前所述，但从表面电子耗尽。
2010-02-04 cond-mat.mes-hall
Spin and reoccupation noise in a single quantum dot beyond the fluctuation-dissipation theorem
本文报道了线偏振探测光场驱动下单个空穴带电的InGaAs量子点的非平衡自旋噪声。自旋噪声功率的光谱依赖性证明了在无偏量子点的环境中均匀加宽和可忽略的电荷波动。对自旋噪声谱的全面分析超出了涨落耗散定理，产生了重空穴自旋动力学以及三子自旋动力学。此外，实验揭示了一个额外的更弱的噪声贡献的克尔旋转噪声谱。这种额外的噪声贡献在量子点共振处具有最大值，并且显示出显著更长的相关时间。与理论建模相结合的磁场相关的测量证明，这种额外的噪声贡献揭示了自然带电量子点中固有的电荷再占据噪声。
2018-02-15 cond-mat.mes-hall
Electron Spin Noise under the Conditions of Nuclei Induced Frequency Focusing
本文从理论上研究了非平衡条件下，由圆偏振光脉冲训练序列泵浦量子点所引起的电子自旋噪声。在这种情况下，已知核自旋以这样的方式调节，即电子自旋进动频率变为泵浦脉冲重复频率的倍数。这种所谓的相位同步效应在[Science { \bf 317}，1896（2007）]中被揭示，并被称为电子自旋相干的核诱导频率聚焦。用中心自旋模型的经典方法计算了核自旋分布函数和电子自旋噪声谱。我们发现电子自旋噪声谱由对应于相位同步条件的尖峰组成，并直接揭示了核自旋的分布。讨论了抽运结束后核自旋弛豫的效应，分析了相应的核自旋分布和电子自旋噪声谱的演化。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall
Noise spectroscopy of the optical microcavity: nonlinear amplification of the spin noise signal and giant noise
研究了在镜间带量子阱的微腔中反射的与自旋涨落相关的克尔旋转噪声。在腔极化激元分支的反交叉区，观察到噪声信号的几百倍增强，即巨噪声。噪声信号放大的效果解释了微腔的非线性不稳定性。在所建立的内建放大器模型的框架内，描述了微腔负失谐区噪声信号的非平凡特性。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall
Optical Spin Noise of a Single Hole Spin Localized in an (InGa)As Quantum Dot
我们推进自旋噪声光谱的极限单自旋检测。该技术能够测量位于平坦（InGa）As量子点中的单个重空穴的自旋动力学。磁场和光强度相关的研究表明，即使在低磁场下，纵向重空穴自旋弛豫时间也具有很强的磁场相关性，在31 mT和5 K下具有极长的$T_1$，为$\ge$ 180 $μ$ s。自旋噪声功率的波长依赖性公开了对于有限光强度的不均匀的单个量子点自旋噪声光谱，其由量子点的直接邻域中的电荷波动来解释。的有效自旋弛豫速率的不同强度依赖性的电荷波动得到证实。
2014-04-14 cond-mat.mes-hall
Detection of Geometric Phases in Spin Waves using Nitrogen-Vacancy Centers
本文提出利用氮-空位（NV）中心的磁场传感能力直接测量自旋波系统中的几何相位，并在磁畴壁导线和位置依赖性各向异性轴系统中验证了该方法的原理与信号推导过程。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall
Spin noise of localized electrons interacting with optically cooled nuclei
本文发展了一个局域电子与光冷核自旋浴相互作用的自旋涨落的微观理论。由于核自旋温度可以在宏观上长时间保持足够低，因此核自旋系统对外部磁场变得非常敏感。这强烈地影响电子自旋噪声谱。结果表明，在弱场/相对高的核自旋温度下，小的核自旋极化对电子自旋涨落的影响与外加磁场的影响相同。相比之下，在相对强的磁场和低的核自旋温度下实现的高度核极化导致超精细场涨落的抑制和自旋噪声谱中的旋进诱导峰的急剧变窄。讨论了用自旋噪声谱研究核自旋系统的实验可能性。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall
Hybrid Spin Noise Spectroscopy and the Spin Hall Effect
本文提出了一种新的混合自旋噪声光谱技术，它对自旋霍尔效应敏感。结果表明，标准自旋-自旋关联函数对自旋霍尔效应不敏感，而自旋-横向电压关联函数和横向电压-电压关联函数分别提供了自旋霍尔系数的线性和二次灵敏度.横向电压和自旋涨落之间的相关性表现为自旋霍尔效应的自旋-电荷耦合基础。我们期望所提出的方法可以在半导体自旋-电荷耦合的研究中得到应用。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall
Measuring Spin Accumulations with Current Noise
我们研究了从具有非平衡自旋积累的储层注入介观导体的电流随时间的涨落。我们展示了当前的噪声功率如何直接反映了自旋积累的幅度在两个容易注意的方式。首先，随着温度降低，小偏置噪声在由自旋累积确定的值处饱和。第二，在导体中存在自旋-轨道相互作用的情况下，电流噪声在电流方向反转的情况下表现出依赖于样品的介观不对称性。这些功能提供了用于测量自旋累积的纯电动协议。
2011-08-26 cond-mat.mes-hall
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
Pumped spin-current and shot noise spectra in a single quantum dot
我们利用单量子点与两个正常引线相连的平衡态下的泵浦自旋电流谱和电流噪声谱，作为探测电子自旋共振（ESR）和退相干的电学方案。我们提出了在拉普拉斯空间中的自旋分辨量子速率方程和关联函数的零频率atuo和交叉散粒噪声频谱的电荷和自旋电流的解析推导。结果表明，在强库仑阻塞区，ESR诱导的自旋翻转在没有净电荷输运的情况下产生有限的自旋电流和量子配分噪声。此外，自旋散粒噪声与磁拉比频率和退相干密切相关，是测量磁拉比频率和退相干的灵敏工具。
2005-01-25 cond-mat.mes-hall
Magnetization noise in magnetoelectronic nanostructures
通过散射理论，我们表明，在正常的电导体与纳米级铁磁体接触的自旋电流噪声增加的磁化噪声通过一个波动的自旋转移力矩。根据涨落耗散定理，自旋流中的约翰逊-奈奎斯特噪声与由于自旋泵浦而增加的吉尔伯特阻尼有关。自旋电流散粒噪声在施加偏压的存在下是在低温下的磁化噪声的主要贡献。
2005-01-13 cond-mat.mes-hall
Spin and Charge Shot Noise in Mesoscopic Spin Hall Systems
通过具有Rashba自旋轨道（SO）耦合和/或SO散射的四端二维电子气的纵向引线注入非极化电荷电流不仅是横向引线中纯自旋霍尔电流的原因，而且也是随机随时间变化的电流波动的原因.我们采用散射的方法来分析多端纳米导体中的电流-电流相关性，分析了横向纯自旋霍尔电流和零电荷电流，或横向自旋电流和非零电荷霍尔电流，分别由非极化或自旋极化纵向电流驱动的散粒噪声。由于任何自旋翻转作为一个额外的噪声源，我们认为，这些散粒噪声提供了一个独特的工具来区分内在和外在SO机制的自旋霍尔效应在顺磁器件。
2008-04-14 cond-mat.mes-hall
Dynamics of coupled spins in the white- and quantum-noise regime
我们研究了一般自旋-自旋耦合中耗散自旋的动力学。我们调查的人口动态和弛豫的纯度在白噪声政权，其中确切的结果是可用的。除此之外，我们发现显着减少退相干和纯度衰减的减速简并点周围。我们还确定在解析形式的一个声子交换贡献的退相干和松弛的欧姆量子噪声制度有效到零温度。
2009-03-10 cond-mat.mes-hall
Geometric spin dephasing of carriers with strong spin-orbit coupling
已经证明，在绝热碰撞过程中，由光洞（LH）旋量分量获得的几何贝里相移等于波矢传播的角距离。对于LH，几何失相导致角动量弛豫时间和晶体动量弛豫时间之间相等。我将表明，相同的机制是完全无效的，在散装晶体中的重和分裂的空穴，并在球形纳米结构的电子QSL。这种非模型结果表明，这些载流子可以被认为是实现无耗散自旋电流（自旋霍尔效应）和容错量子比特的严格候选者。
2004-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fast magnetic field manipulations and nonadiabatic geometric phases of nitrogen-vacancy center spin in diamond
快速的量子自旋操纵是设计基于自旋的量子逻辑门和其他量子应用所必需的。本文构造了金刚石中氮空位中心（NV）自旋在外加磁场作用下的精确演化算符，并研究了NV自旋系统的非绝热几何相位，包括循环和非循环.我们相信，在未来的实验中可以测量到非绝热几何相位，这些快速的量子操纵可以在设计基于自旋的量子应用中是有用的。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nuclear Spin Noise and STM Noise Spectroscopy
我们考虑由于耦合到核自旋的电子自旋的波动。电子自旋的噪声光谱可以在扫描隧道显微镜（STM）中显示。我们认为，电子自旋的噪声谱可以揭示由于超精细耦合引起的核自旋动力学。隧道电流发展卫星的主要线路在拉莫尔频率和零频率，由于超精细耦合。我们还解决的作用，是在或附近的共振与核超精细场的射频场。这种方法类似于电子核双共振（ENDOR），因为它允许人们通过其对电子自旋的影响间接地检测核自旋动力学。
2006-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Flip Noise in a Multi-Terminal Spin-Valve
我们研究了散粒噪声和交叉相关的四端自旋阀的几何形状，使用玻尔兹曼朗之万方法。Fano因子（散粒噪声与电流之比）取决于引线的磁结构和正常金属中的自旋翻转过程。在四端几何结构中，自旋翻转过程在具有相反磁化的端之间的互相关中特别突出。
2003-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Two-Beam Spin Noise Spectroscopy
我们提出了一种双束自旋噪声谱的方法，通过分析不同空间位置的时移自旋涨落之间的相关性来测试平衡态下的自旋输运。这种方法可以确定自旋-轨道相互作用的强度和自旋弛豫时间，并将传导电子的自旋噪声与局域电子的背景噪声分开。考虑到几种可能的自旋弛豫通道和有限尺寸的激光束，我们建立了具有Bychkov-Rashba自旋轨道相互作用的半导体线中双光束自旋噪声谱理论.我们的理论预测的峰值位移相对于拉莫尔频率更高或更低的频率取决于自旋轨道相互作用的强度和光束之间的距离。双光束自旋噪声谱在半导体、涌现材料和许多其他系统的实验研究中有着广泛的应用。
2013-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-noise correlations and spin-noise exchange driven by low-field spin-exchange collisions
自旋交换碰撞的物理学推动了基础物理学中的几项发现以及医学成像和核磁共振中的众多应用。我们在这里报告的自旋噪声交换，自旋噪声从一个原子物种转移到另一个的实验观察和理论依据。自旋噪声交换的签名是在低磁场下总自旋噪声功率的增加，在1 mG的量级上，其中两种自旋噪声共振重叠。其物理机制是由自旋交换碰撞引起的两粒子自旋噪声关联。
2014-09-28 cond-mat.mes-hall math.PR physics.atom-ph
Single spin qubit geometric gate in a silicon quantum dot
针对硅量子点单自旋量子比特的噪声干扰问题，引入几何量子计算提升控制保真度，发现热效应掩盖其抗噪特性，优化后有望实现复杂噪声下高保真量子控制。
2023-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometric vector potentials from non-adiabatic spin dynamics
我们提出了一个理论框架，捕获的几何矢量势出现的非绝热自旋动力学的巡回运营商受到任意的磁纹理。我们的方法在几何势和与之相关的非绝热几何相位上产生了一系列约束。这些约束在研究面内磁织构作用下环形干涉仪中传导电子收集的几何自旋相位时起着决定性作用，允许Saarikoski等人最近报道的拓扑转变的简单表征[Phys.Rev.B91，241406（R）（2015）]，见参考文献1。
2017-07-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrical detectability of magnon-mediated spin current shot noise
本文分析了典型电学探测自旋泵浦实验中磁子介导的自旋电流散粒噪声，发现其电压噪声远小于Johnson-Nyquist噪声且无法通过调节样品几何结构增强，为实验探测压缩磁子提供了指导。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin noise at electron paramagnetic resonance
在电子顺磁共振条件下，当自旋动力学由静态和射频（RF）磁场以及与环境相互作用产生的随机有效磁场驱动时，我们发展了一个自旋噪声的微观理论.射频场将自旋噪声功率谱中的峰分裂成Mollow-like三重峰，并产生额外的自旋-自旋关联，它们在射频频率和倍频频率下以绝对时间振荡。即使在具有强非均匀加宽的系统中，自旋噪声谱也包含对有效$g$因子的色散不敏感的窄线。因此，在电子顺磁共振自旋噪声的测量提供了一个访问的内在自旋寿命的电子。
2019-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fast spin rotations by optically controlled geometric phases in a quantum dot
我们演示了通过在点中的光学跃迁的循环2pi激发的电荷可调InAs量子点中的电子的自旋态之一获得的几何相位的光学控制。在存在恒定的面内磁场的情况下，这些光学诱导的几何相位导致自旋围绕磁场轴的有效旋转，并且表现为由两个时间延迟的圆偏振光脉冲产生的自旋量子拍频信号中的相移。以这种方式生成的几何相位更一般地执行自旋相位门的作用，证明对于量子信息应用潜在地有用。
2010-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Rashba spin-orbit interaction and shot noise for spin-polarized and entangled electrons
我们研究了自旋极化电流和纠缠电子对的散粒噪声在一个四探针（分束器）的几何形状与当地的Rashba自旋轨道（s-o）相互作用的传入引线。在散射形式主义，我们发现，散粒噪声表现出Rashba诱导的振荡连续聚束和反聚束。我们发现，纠缠态和三重态可以识别通过其Rashba相位在噪声测量。对于双通道的铅，我们发现一个额外的自旋旋转由于s-o诱导的带间耦合，提供了增强的自旋控制。我们表明，s-o相互作用决定的Fano因子，提供了一种直接的方法来测量Rashba的耦合常数，通过噪声。
2002-10-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spectroscopy of spontaneous spin noise as a probe of spin dynamics and magnetic resonance
在实验测量中，并非所有的噪声都是不受欢迎的。某些基本噪声源包含关于系统本身的有价值的信息-一个值得注意的例子是存在于任何电阻器上的固有电压波动（约翰逊噪声），从中可以确定温度[1，2]。在磁系统中，基本噪声可以以随机自旋波动的形式存在[3，4]。Felix Bloch在1946年指出，N顺磁自旋的统计涨落应该产生可测量的\sqrt{N}阶自旋噪声，即使在零磁场中也是如此[5，6]。在这里，我们精确地解决了这些相同的自旋波动，使用非共振法拉第旋转被动地[7，8]“听”在顺磁性碱金属原子的平衡系综的磁化噪声。这些随机波动产生自发自旋相干性，其以与有意极化或驱动系综的宏观磁化相同的特征能量和时间尺度进动和衰减。测量的自旋噪声的相关谱揭示了g因子、核自旋、同位素丰度比、超精细分裂、核矩和自旋相干寿命--而不必激发、光学泵浦或以其他方式驱动系统远离热平衡。这些噪声特征与相互作用体积成反比，表明小型系统的非微扰无源磁共振路线。
2004-08-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
All-optical noise spectroscopy of a solid-state spin
噪声光谱学阐明了自旋系统中的基本噪声源，从而作为开发具有长相干时间的自旋量子比特的必要工具，用于量子信息处理、通信和传感。但是，当微波功率太弱而不能产生自旋的拉比旋转时，现有的依赖于微波场的噪声光谱学技术变得不可行。在这里，我们展示了一种替代的全光学方法来执行噪声光谱。我们的方法利用相干拉曼旋转的自旋状态与控制的定时和相位，实现Carr-Purcell-Meiboom-Gill脉冲序列。分析这些序列下的自旋动力学，使我们能够提取的噪声频谱的一个密集的合奏的核自旋与一个单一的自旋在一个量子点，迄今为止，只有理论建模。通过提供超过100 MHz的光谱带宽，我们的方法可以研究各种固态自旋量子比特的自旋动力学和退相干。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Detecting End-States of Topological Quantum Paramagnets via Spin Hall Noise Spectroscopy
本文从理论上研究了沉积在量子顺磁体上的强自旋轨道耦合金属中由逆自旋霍尔效应（ISHE）产生的平衡自旋流涨落和相应的电荷噪声.结果表明，沿不同空间轴测量的电荷噪声功率谱可以直接探测量子顺磁体边界动态自旋关联的不同自旋分量。我们报告的实用程序ISHE促进自旋噪声探针作为一种工具，明确地检测拓扑相变在S=1/2量子自旋梯，主机一个平凡的基态的单重态产品状态，但拓扑保护的分数自旋激发本地化在其两端。我们的工作表明，ISHE介导的自旋噪声光谱的量子顺磁体的拓扑相位检测的一般用途。
2018-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractal spin structures as origin of 1/f magnetic noise in superconducting circuits
我们分析了最近的数据显示1/f电感噪声与传统的1/f磁通噪声高度相关的直流SQUID的复杂电感。我们认为，这些数据意味着形成的长程序的分形自旋结构。我们表明，这些结构自然出现在一个随机系统的自旋广泛分布的自旋-自旋相互作用。我们进行数值模拟，这种类型的最简单的模型，并表明它具有$1/f^{1+ζ}$磁化噪声与小指数$ζ$和再现实验观察到的相关行为。
2011-02-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Charge noise and spin noise in a semiconductor quantum device
模拟二能级原子的固态系统正在积极开发中。提高这些系统的量子相干性，例如使用半导体量子点的自旋量子比特或单光子发射器，涉及处理噪声。噪声源是半导体固有的，并且是复杂的。电荷噪声在量子位的位置处导致波动的电场，自旋噪声在波动的磁场中，并且两者都可以导致光学和自旋状态的退相和退相干。我们使用一种微创、超灵敏的局部探针：来自单个量子点的共振荧光来研究超纯半导体中的噪声。我们区分电荷噪声和自旋噪声通过其光学签名的关键区别。推导了电场和磁场的噪声谱。电荷噪声的噪声谱可以完全由半导体中的局部电荷缺陷系综中的波动来描述。我们证明了"半导体真空"的光学跃迁在50 kHz以上的频率：通过在足够高的频率下操作的设备，我们证明了变换限制的量子点光学线宽。
2013-01-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spintronics meets nonadiabatic molecular dynamics: Geometric spin torque and damping on noncollinear classical magnetism due to electronic open quantum system
我们分析了一个量子-经典混合系统的稳定进动缓慢的经典局域磁矩，形成一个头对头畴壁，嵌入到一个开放量子系统的快速非平衡电子。电子驻留在连接到宏观储存器的金属线内。该模型抓住了自旋电子学中动力学非共线、非共面磁织构的本质，同时使获得电子系统精确的含时非平衡密度矩阵成为可能，并将其分解为四个分量。费米面贡献产生耗散（或自旋电子学术语中的阻尼）自旋力矩的时刻，和两个费米海的贡献之一产生的几何力矩占主导地位的绝热制度。当耦合到水库减少，几何扭矩是唯一的非零贡献。在局域情况下，它既有非耗散（或自旋电子学术语中的类场）分量，又有类阻尼分量，但后者之和为零，它们在非绝热分子动力学中充当几何磁力和电子摩擦的对应物。这种与电流无关的几何力矩在广泛使用的基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的磁化动力学的微磁学或原子自旋动力学模型中是不存在的，其中先前对费米表面型力矩的分析严重低估了其大小。
2020-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Excitation- and state-transfer through spin chains in the presence of spatially correlated noise
我们研究了环境噪声对自旋网络和自旋链的影响。除了一个独立的浴在系统中的每个自旋的共同模型，我们还考虑了噪声与有限的空间相关长度。我们提出了新的动力学和消相干自由子空间的出现，增加相关长度的失相和消散的环境。这导致一个自旋被未耦合的周围自旋弛豫阻塞。然后，我们考虑通过一个自旋链的消相干的存在下，完美的状态转移，并讨论了空间噪声相关长度的转移质量的依赖关系。我们定性地确定不同的功能，在自旋转移问题的退相和耗散环境。
2013-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
