Macroscopic transverse drift of long current-induced spin coherence in two-dimensional electron gases
我们对三重量子阱中二维电子气中电流诱导自旋相干的输运进行了成像。非局部克尔旋转测量，基于光共振放大的电诱导极化，揭示了一个大的空间变化的电子g因子和有效的产生电流控制的自旋轨道场在宏观霍尔棒设备。我们观察到的相干时间在纳秒范围内传输超过半毫米的距离在横向的方向上施加的电场。测量到的长自旋输运长度可以用两种材料性质来解释：清洁系统中电荷扩散的大平均自由程和三重阱中增强的自旋轨道系数。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High conductivity Polarization-induced 2D hole gases in Undoped GaN/AlN Heterojunctions enabled by Impurity Blocking Layers
高电导率的未掺杂GAN/AlN 2D空穴气体（2DHG），AlGaN/GAN 2D电子气体（2DEG）的p型对偶，为GAN中的空穴传输提供了有价值的见解，并实现了第一个GAN GHz RF p沟道FET。它们是向高速和高功率的宽带隙半导体互补电子器件迈出的重要一步。这些技术上和科学上相关的2D空穴气体被认为不像2DEG那样鲁棒，因为结构上类似的异质结构在$Δp_s >$ 7 × 10 $^{13}$ cm $^{-2}$上表现出空穴密度的宽变化和低迁移率。在这项工作中，我们发现，这些变化与不需要的掺杂杂质，如硅和氧从成核界面浮起有关。通过在AlN缓冲层中引入杂质阻挡层（IBL），我们消除了2D空穴气体密度和输运性质的可变性，从而在整个生长过程中将2DHG密度变化更严格地控制为$Δp_s \leq$ 1 x 10 $^{13}$ cm $^{-2}$，并且霍尔迁移率提高了3倍。与没有IBL的GAN/AlN结构相比，这些变化导致空穴电导率增加2- 3倍。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin-polarized electric currents in quantum transport through tubular two-dimensional electron gases
利用散射理论导出了自旋和电荷流的Landauer型公式，在有限区域内自旋-轨道相互作用是有效的。结果表明，传输矩阵产生的空间方向和自旋极化的大小。这个公式被用来研究通过管状二维电子气的电流。在这种可以在实验中实现的圆柱形几何结构中，横向导电沟道没有混合（假设自旋-轨道耦合是均匀的）。然后发现，对于适度的边界散射，量子化电导中的每个步骤被分成两个，并且新的步骤具有非零的自旋电导，自旋极化垂直于电流的方向。
2010-02-09 cond-mat.mes-hall
Bragg scattering and the spin structure factor of two-component atomic gases
利用线偏振光的布喇格散射强度与激光场偏振态的关系，可以分别测量双自旋原子气体的密度和自旋结构因子。受激和自发散射进行了讨论。给出了不同自旋组态的显式结果。
2005-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Edge spin accumulation in semiconductor two-dimensional hole gases
局域自旋密度的可控产生是半导体自旋电子学的关键技术之一。本文研究了自旋霍尔效应在强自旋轨道相互作用的二维空穴气中引起的边缘自旋积累。我们认为，这是一个内在的属性，在这个意义上说，它是独立的无序散射的强度。数值计算表明，这种机制引起的边缘附近的自旋极化可以很大，并且随着自旋轨道耦合强度的增加，它变得更大，更强的局域化，并且一旦超过弹性散射平均自由程，它与导电带的宽度无关.我们在二维空穴气微器件中的实验证实了这种显著的自旋霍尔效应现象.通过外部磁场实现可比较水平的自旋极化将需要实验室设备，其物理尺寸和操作电流比我们的自旋霍尔效应设备大百万倍。
2005-09-12 cond-mat.mes-hall
Spin susceptibility of two dimensional hole gases in GaAs/AlGaAs heterostructures
我们测量了限制在GaAs/AlGaAs界面的二维空穴气的自旋磁化率，其密度范围为2.8 × 10^10 ~ 6.5 × 10^10 cm-2。我们采用平行磁场中载流子自旋极化的方法。我们观察到的自旋磁化率的增强体值，增加的密度是减少与量子蒙特卡罗计算的定性协议。测量的增强因子从2.8增加到4.8作为孔密度的减少。
2004-09-21 cond-mat.mes-hall
Spin waves in doped graphene: a time-dependent spin-density-functional approach to collective excitations in paramagnetic two-dimensional Dirac fermion gases
在自旋极化巡游电子系统中，集体自旋波模是由动力学交换和关联（xc）效应引起的。在这里，我们考虑自旋波在掺杂的顺磁性石墨烯可调塞曼型带分裂。自旋波描述使用时间相关的自旋密度泛函响应理论，治疗动态xc的斯莱特和Singwi-Tosi-Land-Sjolander近似内的影响。我们获得了自旋波色散和自旋刚度作为掺杂和自旋极化的函数，并讨论了其实验观察的前景。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall
Enhanced effective masses, spin-orbit polarization, and dispersion relations in 2D hole gases under strongly asymmetric confinement
University of Waterloo（滑铁卢大学）；National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）
本研究通过低磁场磁输运技术重构二维空穴气体中重空穴分支的色散关系，揭示了自旋轨道分裂能量随波矢的变化，并发现重空穴质量受多体效应影响。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall
Photoinduced electronic and spin properties of two-dimensional electron gases with Rashba spin-orbit coupling under perpendicular magnetic fields
本文从理论上研究了具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子气在垂直磁场作用下的时间周期驱动场诱导的光生现象。利用微扰理论，我们提供的Floquet-Landau能谱出现由于太赫兹辐射的分析结果。利用所得到的光调制态，我们计算了初始制备相干态的自旋极化函数的动力学演化。我们发现磁场、Rashba自旋轨道相互作用和THz辐射的相互作用可以导致自旋极化反转。由于光调制的量子态的干涉，这种动力学也在自相关函数中诱导了分数回复和非平凡的拍频模式。我们还计算了横向光辅助电导率的线性响应制度，使用Kubo形式主义和分析的辐射场和Rashba自旋轨道相互作用的影响。在静态极限下，我们发现，我们的结果减少到众所周知的非相对论和准相对论（拓扑绝缘体表面）的二维电子气中的电导率的表达式在文献中彻底描述。我们讨论了可能的实验检测我们的理论预测和自旋轨道物理在高磁场的相关性。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall
Allotropic Ga$_2$Se$_3$/GaSe nanostructures grown by van der Waals epitaxy: Narrow exciton lines and single-photon emission
本研究针对III-VI族层状晶体纳米结构外延制备的物相限制问题，通过调控范德华外延过程制备同素异形Ga₂Se₃/GaSe纳米结构，实现了具备线偏振的窄激子线和10K下g⁽²⁾(0)~0.1的单光子发射，为量子技术非经典光源提供了新候选。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall
Plasmons in spin polarized graphene: a new way to measure spin polarization
我们研究了自旋极化石墨烯中的集体电荷激发（等离子体激元），并推导出其色散在无阻尼制度的明确表达式。由此，我们能够计算出临界波矢，超过该临界波矢，等离子体激元进入电子-空穴连续体，其品质因数急剧下降。我们发现，临界波矢的值是强烈的自旋极化相关的，在某种程度上，在普通的二维电子气没有类似。这种效应的起源是在等离子体激元和少数自旋载流子的带间电子空穴对之间的耦合。我们表明，该效果是强大的，相对于列入的障碍，我们建议，它可以被利用来实验确定石墨烯的自旋极化。
2015-06-14 cond-mat.mes-hall
Spin polarization of Quantum Hall states for filling factors 1 < v < 2 measured with microcavity polaritons
Laboratory for Solid State Physics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院固体物理实验室）；Institute of Quantum Electronics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院量子电子学研究所）；IBM Research Europe-Zurich（IBM欧洲苏黎世研究中心）
通过微腔极化子测量GaAs二维电子气在量子霍尔区间的自旋极化，观察到v=1的完全自旋极化及Skyrmion引起的快速退极化，并发现v=4/3、8/5态的退极化和v=5/3态的再极化与无相互作用、无无序的复合费米子模型高度一致。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall
Spin Transition in Strongly Correlated Bilayer Two Dimensional Electron Systems
使用热脉冲和核磁共振技术相结合，我们证明了相边界分离层间相位相干量子霍尔效应在$ν_T = 1$在双层电子气从弱耦合可压缩相依赖于在主机半导体晶体中的核的自旋极化。我们的结果强烈地表明，与通常的假设相反，过渡是由电子自旋极化的变化。
2004-10-04 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic spin transport between strongly interacting Fermi gases
研究了强相互作用费米气体通过量子点接触时的介观自旋流。在左、右磁库自旋极化大小相同但符号相反的情况下，利用线性响应理论和多体$T$ -矩阵近似计算了准粒子对电流的贡献.对于一个小的自旋偏置制度，在超流转变温度附近的电流被强烈抑制，由于形成的赝隙。对于一个大的自旋偏置制度的气体变得高度极化，另一方面，电流的影响，由于费米极化子的少数态密度的增强。我们还讨论了在大动量时与吸引极化子相关的准粒子峰的展宽，这与增强有关。
2020-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Stability of trions in strongly spin-polarized two-dimensional electron gases
本文报道了n型调制掺杂ZnSe/Zn（Cd，Mn）Se量子阱在较宽的费米能级和自旋劈裂范围内带负电荷激子（X-trions）的低温磁光致发光研究。磁性成分的选择使得这些磁性二维电子气（2DEG）即使在低磁场下，在所研究的整个电子密度范围内（5 e10 ~ 6.5 e11 cm^-2）也是高度自旋极化的。这种自旋极化对X-的形成和能量有显著的影响，其惊人的结果是三电子电离能（将X-与中性激子分离的能量）遵循温度和磁场可调的费米能。大的塞曼能量使X-在nu=1量子极限不稳定，超过该量子极限，出现新的PL峰并持续到60特斯拉，表明形成自旋三重态带电激子。
2000-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ballistic spin transport in exciton gases
传统的自旋电子学依赖于载流子的自旋输运，例如半导体晶体中的电子。这带来了几个并发症：泡利原理阻止载流子以相同的速度移动;库仑排斥导致电子流的快速退相。自旋光电子学是传统自旋电子学的一种有价值的替代方法。在自旋光电子器件中，自旋电流由电中性的玻色子准粒子：激子或激子-极化激元携带。它们可以形成高度相干的量子液体，并在宏观距离上携带自旋。付出的代价是玻色子自旋载流子的有限寿命。我们提出的激子弹道自旋输运理论，它可以应用到一系列的系统，其中玻色子自旋输运已被报道，特别是间接激子耦合GaAs/AlGaAs量子阱。我们描述了电子和空穴的自旋轨道相互作用对激子自旋的影响，解释了外磁场引起的塞曼效应，激子共振的长程和短程交换分裂.我们还考虑了激子的非线性输运，讨论了激子自旋电流、极化电流和自旋电导率的定义。
2013-11-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous spin-resolved point-contact transmission of holes due to cubic Rashba spin-orbit coupling
证明了在具有强自旋轨道相互作用的二维空穴气体量子点接触中，两个最低的一维自旋分裂子带的有限波矢交叉。这种现象为在磁聚焦实验中观察到的由点接触过滤的自旋极化的异常符号提供了一个优雅的解释。反交叉是由平行于沟道的磁场或横向于沟道的不对称势引入的。控制自旋分裂的大小提供了一种新的机制，用于反转自旋极化的符号。
2011-06-11 cond-mat.mes-hall
Long-lived nanosecond spin coherence in high-mobility 2DEGs confined in double and triple quantum wells
研究了多层GaAs量子阱中高迁移率二维电子气的自旋相干性。自旋极化的动力学进行了光学研究，使用泵浦-探测技术：时间分辨克尔旋转和共振自旋放大。对于双量子阱和三量子阱掺杂超出金属到绝缘体的过渡，自旋轨道相互作用是定制的样品参数的结构对称性（Rashba常数），宽度和电子密度（Dresselhaus线性和立方常数），这使我们能够获得长的失相时间在纳秒范围内。的尺度的确定：传输散射时间，单电子散射时间，电子-电子散射时间，和自旋极化衰减时间进一步支持使用n-掺杂的多层系统开发自旋电子器件的可能性。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall
Spin separation in a T ballistic nanojunction due to lateral-confinement-induced spin-orbit-coupling
我们提出了一种新的自旋过滤方案，采用弹道纳米结构在二维电子气（2DEG）。该方案基本上是基于横向限制电场引起的自旋-轨道（SO）相互作用。这与其他作品采用弹道交叉和T结与传统的SO项所产生的2DEG限制的基本区别。我们讨论的后果，这种不同的方法上的磁输运性能的设备，显示过滤器在原则上可以被用来不仅产生一个自旋极化电流，但也进行电测量的自旋极化的充电电流。我们专注于单通道输运和数值研究的自旋极化的电流。
2007-07-26 cond-mat.mes-hall
Optical probing of the intrinsic spin Hall effect in a high mobility GaAs p-doped quantum well
本文报道了用解理边过生长法制备的调制掺杂的Al-GaAs/GaAs/AlGaAs异质结中的本征自旋霍尔效应的探测。由于电子和自旋极化空穴的复合产生的光发射，并以1微米的空间分辨率映射。边缘累积的自旋极化高达11%的测量，诱导单独的应用程序的电场垂直于pn结。使用量子点结构作为光源，可以看到有效自旋极化与电场的线性相关性，以及自旋霍尔效应的主导性。从外延制造的LED的空间分辨光谱被证明是一个有价值的工具，以探测电子和空穴气体的边缘状态，在减少的尺寸。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
