Perfect Spin-filtering and Giant Magnetoresistance with Fe-terminated Graphene Nanoribbon
采用第一性原理输运模拟方法研究了Fe封端锯齿形石墨烯纳米带（zGNR）的自旋相关电子输运性质。这种zGNR结的自旋结构可以通过外加磁场来控制，并且在小偏压下的MR>1000，在外加均匀磁场下的自旋过滤器性能良好.
2011-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum computing of molecular magnet Mn$_{12}$
通过数值求解含时薛定谔方程，研究了分子磁体中的量子计算。根据Leuenberger和Loss（Nature（London）410，789（2001）），施加外部振荡磁场以填充和操纵分子磁体Mn $_{12}$中的自旋相干态。详细讨论了Grover算法在分子磁体中实现并行读写数据库的条件。结果表明，在设计量子计算器件时，需要精确的磁脉冲宽度和幅值。
2002-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Avalanches in Molecular Magnets
具有大自旋和高各向异性势垒的分子磁体的晶体的磁化反转通常通过量子隧穿在阻挡温度以下进行。这表现为在磁场的谐振值处的磁滞回线中的一系列受控步骤，其中势垒的相对侧上的能级交叉。整个晶体的磁矩的突然反转可以通过通常被称为磁雪崩的过程发生，其中分子自旋沿着以亚声速穿过样品的爆燃前沿反转。在这一章中，我们回顾了迄今为止在分子纳米磁体中磁爆燃的实验结果。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mn-doped Thiolated Au$_{25}$ Nanoclusters: Atomic Configuration, Magnetic Properties, and A Possible High-performance Spin Filter
采用\emph{ab inito}方法研究了巯基保护的Mn掺杂Au $_{25}$纳米团簇的基态原子构型、电子结构、磁性和自旋相关输运性质.结果发现，最稳定的掺杂剂的网站是近表面，而不是纳米粒子的中心位置。输运计算表明，高性能的自旋过滤器，可以实现通过将这些掺杂团簇之间的两个双金属Au电极。几乎完美的自旋过滤源于这些簇的局部磁矩，这些簇被配体很好地保护免受电极的存在。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant and time-dependent magnetocaloric effect in high-spin molecular magnets
我们测量和计算了取向高自旋分子团簇如Mn 12和Fe 8的宏观样品中的磁热效应作为温度以及外加磁场的强度和扫描速率的函数。在分子磁矩的阻断温度附近观察到一个高的磁熵变，并计算了熵变和冷却温度随磁场扫描速率的变化。
2000-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Collective electromagnetic relaxation in crystals of molecular magnets
研究了分子磁体晶体中集体朗道-齐纳弛豫引起的磁化反转和电磁辐射。的弛豫过程的时间依赖性的解析和数值解。辐射的功率和总发射能量被计算为晶体参数和场扫描速率的函数。
2004-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular spintronics using noncollinear magnetic molecules
我们研究了强各向异性非共线磁性分子的自旋输运，发现非共线磁化强度对电流起着自旋开关的作用。此外，自旋电流显示提供了一个可行的路线，选择性地制备分子器件在两个简并非共线磁状态之一。自旋电流也可以用来创建一个非零密度的环形磁化在最近表征的Dy_3非共线磁体。
2009-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage Control of a van der Waals Spin-Filter Magnetic Tunnel Junction
原子薄的三碘化铬（CrI3）最近被确定为层状反铁磁绝缘体，其中相邻的铁磁单层反铁磁耦合。这种不寻常的磁性结构自然地包括一系列反对准自旋过滤器，其可以用于制造具有非常大的隧穿磁阻（TMR）的自旋过滤器磁性隧道结。在这里，我们报告的电压控制的TMR形成的四层碘化铬夹在单层石墨烯接触的双栅极结构。通过在固定磁场下改变栅极电压，器件可以在具有相同净磁化但电阻显著不同（十倍或更多）的双磁性状态之间可逆地切换。此外，在不切换状态的情况下，由于自旋相关隧道势垒与石墨烯接触中的载流子分布变化的组合，TMR可以在17，000%和57，000%之间连续调制。我们的工作展示了新型的磁慢化晶体管作用，并为电压控制的范德华自旋电子器件开辟了可能性。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of Intrinsic Spin-Relaxation in Molecular Magnets on Current-Induced Magnetic Switching
本文从理论上研究了两个铁磁接触上单个磁性分子的电流感应磁开关，重点讨论了内禀自旋弛豫过程的作用。结果表明，自旋极化电流可以改变分子的磁矩，而不考虑分子内的自旋弛豫。后一过程增加阈值电压（电流），高于该阈值电压发生切换。
2008-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Theoretical design of molecular nanomagnets for magnetic refrigeration" [Appl. Phys. Lett. 103, 202410 (2013)]
Garlatti等人[Appl.Phys.Lett. 103，202410（2013）]报道了理论模拟，旨在表明用于T = 10 K和亚开尔文区域之间的磁制冷的最佳分子纳米磁体是由强铁磁耦合的磁性离子制成的那些。本评论修正了这样的结论的基础上的结果，显然，与既定的信念在这一研究领域。
2014-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-exponential relaxation and quantum tunnel splitting in molecular magnet Fe8
考虑局部杂散场，研究了分子磁体在扫场作用下的磁弛豫。结果表明，局域杂散场的随机性导致弛豫率的分布偏离Landau-Zener模型的指数规律，因此需要修正Landau-Zener方法以推导出精确的隧穿分裂.根据Fe_8分子磁体的实验数据，导出了局域杂散场的隧穿分裂和分布宽度。
2002-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous hardening of spin waves in cobalt/molecular-semiconductor heterostructures reveals strongly anisotropic spinterface magnetism
本研究利用超快时间分辨磁光光谱探究钴/分子半导体异质结构的磁动力学，发现其自旋界面存在高度各向异性的低温超顺磁性，揭示了分子化学吸附对自旋界面磁性的调控作用，为自旋电子应用提供支撑。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Avalanches in Molecular Nanomagnets
由于沿易磁化c轴施加的特定磁场共振值下的量子隧穿，原型分子磁体Mn 12-acetate的磁化强度在低温下表现出一系列尖锐的台阶。这种晶体的磁矩的突然反转也可以作为雪崩发生，其中自旋反转沿着以亚声速穿过样品的“爆燃”前沿进行。在这篇文章中，我们回顾了已经获得的点火温度和分子纳米磁体中的磁雪崩的传播速度的实验结果。拟合的数据与理论的磁爆燃产量总体定性协议。然而，数字上的差异表明，我们对这些雪崩的理解是不完整的。
2010-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bipolar spin filter in a quantum dot molecule
我们表明，连接到非磁性电流的两个横向量子点之间的可调杂交导致在一个“挂点”的配置，可用于实现双极自旋过滤器。塞曼、交换相互作用和点间隧穿（分子杂交）之间的竞争产生双点{ \it基态}的单重态-三重态跃迁，这使得在库仑阻塞实验中可以进行自旋过滤。它的通用性应使其广泛用作一个强大的双向自旋偏振器。
2006-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Switching of a Single Molecular Magnet due to Spin-Polarized Current
从理论上研究了自旋极化电流在铁磁金属电极间流动引起的单分子磁体（SMM）的磁开关。假设电极的磁矩与分子的易磁化轴共线且平行。电子隧穿通过磁引线之间的势垒经由交换相互作用耦合到SMM。根据费米黄金法则计算流过系统的电流以及SMM的自旋弛豫时间。结果表明，通过在两个磁电极之间施加电压，可以反转SMM的自旋。此外，开关反映在相应的电流-电压特性中。
2007-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strength of the symmetry spin filtering effect in magnetic tunnel junctions
研究了Fe/MgO/Fe磁性隧道结（MTJ）的对称性自旋过滤效应（由该效应引起的隧穿磁阻（TMR）在大势垒厚度下的渐近行为定义）的强度。通过对体相Fe的能带结构和MgO的复合能带结构的分析，我们预测了Fe/MgO/Fe MTJ中TMR随MgO层数增加而线性增加的对称自旋过滤效应\emph{native}，即$N$。\emph{Ab initio}计算的Fe/MgO/Fe MTJ的传输函数证实了我们的理论预测的强度的对称自旋过滤效应在宽范围的能量和$N$。计算还表明，Fe/MgO界面上的对称自旋过滤效应和少数自旋通道中较小的表面传输函数的\emph{combination}是导致$N \geqslant 8$中Fe/MgO/Fe MTJ的大$TMR>10,000\%$的原因.所提出的对源自块体电极材料的能带结构的对称滤波效应的强度的分析可以用作在需要高TMR的新兴技术的背景下快速材料发现搜索合适电极的工具。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning spin filtering by anchoring groups in benzene derivative molecular junctions
分子自旋电子学的一个重要问题是控制和操纵电荷输运，特别是通过单分子结的自旋极化。利用$ab$ $initio$计算方法，研究了在Ni（111）电极上连接六种不同锚定基团（S，CH $_3$ S，COOH，CNH $_2$ NH，NC和NO $_2$）的苯衍生物的自旋极化电子输运.我们发现锚定基团可以显著地改变分子-电极耦合、电导和电流的自旋极化。特别地，对于NO $_2$终止，可以实现高自旋极化（SP $>$ 80%）和巨磁阻（MR $>$ 140%），并且更有趣的是，SP可以通过小电压进一步增强（高达90%）。相反，S和CH $_3$ S体系表现出相当低的SP，而COOH和CNH $_2$ NH基团则表现出中间值。用轨道对称性、杂化和前线轨道的空间局域化对结果进行了详细的分析和解释。我们希望我们的比较和系统的研究将提供有价值的定量信息，为未来的实验测量这类系统，并将有助于设计高性能的自旋电子学器件。
2019-06-08 cond-mat.mes-hall
Macroscopic quantum coherence in antiferromagnetic molecular magnets
在双子格模型下，研究了在平行于其硬各向异性轴的磁场作用下双轴反铁磁分子磁体中的宏观量子相干性。基于自旋相干态路径积分表象中的瞬子技术，得到了基态隧道分裂的严格Wentzel-Kramers-Brillouin指数和指前因子.我们发现经典路径周围的量子涨落不仅可以诱导一个新的量子相位，以前由Chiolero和Loss（Phys. Rev. Lett. 80，169（1998）），而且对基态隧道劈裂的强度也有很大的影响。这些特征在铁磁分子磁体中显然没有类似物。我们认为它们可能是所有反铁磁分子磁体的普遍行为。分析结果得到了精确对角化计算的补充。
2000-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on 'Pulsed field studies of the magnetization reversal in molecular nanomagnets'
在最近的论文cond-mat/0404041中，J. Vanacken等人报道了在扫描速率高达4000 T/s的脉冲磁场中Mn 12-ac分子纳米磁体晶体的实验研究。观察到磁化曲线中的台阶。用集体偶极弛豫解释了这些数据。我们在这里给出一个替代的解释，是基于缺陷分子（更快的放松物种）引发的热雪崩。这些物种总是存在于Mn 12-ac分子纳米磁体中。我们提出了一个简单的方法来测试这种解释。请注意，我们并不怀疑自旋-自旋相互作用所产生的集体效应的可能性。
2004-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of arbitrarily directed field on spin phase oscillations in biaxial molecular magnets
研究了双轴分子磁体在任意方向的磁场中的量子相位干涉和自旋宇称效应。在自旋相干态路径积分表象的基础上，利用瞬子技术计算了基态隧道劈裂，并通过精确的数值对角化加以补充。文策尔-克拉默斯-布里渊指数和指前因子获得的领域的方向的整个区域。结果表明，小场角时隧道劈裂随场的变化而振荡，大场角时隧道劈裂随场的变化而振荡被完全抑制。这种独特的角度依赖性，以及隧道分裂对场强的依赖性，为双轴分子磁体中的自旋宇称效应提供了一个独立的测试。对Fe分子$_{8}$磁体的分析结果与数值模拟结果符合得很好，表明即使是自旋S=10的分子磁体也足够大，可以作为巨自旋系统来处理.
2000-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin filtering in transition-metal phthalocyanine molecules from first principles
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算和非平衡格林函数方法，研究了金属酞菁（MPc，M=Ni，Fe，Co，Mn，Cr）分子在金纳米线电极上的自旋输运.我们发现，MnPc，FePc，和CrPc分子器件表现出完美的自旋过滤效果相比，CoPc和NiPc。此外，在FePc分子器件中出现负微分电阻。为了更好地理解这一现象，进一步给出了不同偏压下的透射系数。这些结果将有助于设计未来的纳米技术设备。
2017-02-24 cond-mat.mes-hall
Induced spin filtering in electron transmission through chiral molecular layers adsorbed on metals with strong spin-orbit coupling
最近的观察相当大的自旋极化的光电子发射从金属表面通过单层的手性分子，其次是几个努力合理化的结果作为自旋轨道相互作用，伴随着电子运动的螺旋，或更普遍地强烈弯曲，潜在的表面。本文（a）用简单的模型论证了在弯曲力场中的运动与所用的典型能量和DNA的特征几何形状不能解释这样的观察：（b）引入诱导自旋过滤的概念，即只要基底中有强的自旋-轨道耦合，电子轨道角动量传输的选择性就能诱导传输过程中的自旋选择性;和（c）表明，在隧道电流中的自旋极化率以及来自被螺旋吸附物覆盖的金的光电发射电流可以是所观察到的数量级。我们的研究结果可以解释大多数已发表的意见，涉及金和银基板，但最近的结果与铝基板可以合理化本模型内，只有当强自旋轨道耦合是由内置的电场在分子-金属界面。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Spin-filter magnetoresistance in magnetic barrier junctions
研究了夹在铁磁（FM）电极和非铁磁（NM）电极之间的自旋过滤隧道势垒磁性隧道结中的隧道电流和磁阻（TMR）。研究是基于转移矩阵法和自由电子近似。数值结果表明，自旋输运依赖于FM电极和自旋过滤势垒的相对磁化方向，当FM电极和自旋过滤势垒的磁矩平行时，隧道电流最大.还发现，TMR随施加电压的增加而增加。
2003-10-15 cond-mat.mes-hall
Low-energy spin precession in the molecular field of a magnetic thin film
测量了磁性薄膜分子场中的电子自旋旋进和过滤。进行的芯片实验室实验允许注入能量在0.8到1.1 eV之间的电子，这是迄今为止在自旋进动实验中从未探索过的能量范围。虽然过滤角与先前报道的在高得多的电子能量下测得的值一致，但可以测得每纳米膜厚度的CoFe中的2.5°和Co中的0.7°的自旋旋进角，这比先前在7 eV下测得的自旋旋进角小30倍。能带结构效应和层粗糙度是造成这些小的旋进角值的原因。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall
Ligand-based transport resonances of single-molecule magnet spin filters: Suppression of the Coulomb blockade and determination of the orientation of the magnetic easy axis
我们调查单分子磁铁晶体管（SMMT）与配体，支持运输共振。我们发现Mn 12-苯甲酸SMMs（有和没有硫醇或甲基硫醚终止）的最低未占分子轨道是在配体上，最高占据的分子轨道是在Mn 12磁芯上。我们预测SMMT中的库仑阻塞和相干共振隧穿之间的门控切换是基于这样的SMM，在两种输运状态下SMM的强自旋过滤，并且如果观察到这样的切换，那么SMM的磁易轴平行于通过SMM的电流的方向。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall
Spin-filter effect at the interface of magnetic/non-magnetic homojunctions in Li doped ZnO nanostructures
经过十多年的广泛研究，在广泛的名义上非磁性材料的晶格缺陷触发的磁序，我们报告其在自旋电子器件中的应用。该器件是基于自旋过滤器的现象，我们发现在缺陷引起的磁性和非磁性区域之间的接口，在Li掺杂的ZnO微丝的表面产生的低能质子注入。在300~K下观察到正的磁电阻，并且与沿导线引入的界面数量成比例。
2017-07-06 cond-mat.mes-hall
Spin filtering implemented through Rashba and weak magnetic modulations
提出了两种在空间调制的Rashba自旋轨道耦合（SOC）和弱磁势下的一维半导体量子线中自旋滤波器的理论方案。对于情况I，SOC是周期性的，并且弱磁势沿导线均匀施加。在两个分离的能量区间内获得了符号相反的全自旋极化。对于第二种情况，弱磁位是周期性的，而SOC是均匀的。通过调节SOC的强度，实现了自旋极化的正负转换，分析了SOC、磁势及其耦合对自旋过滤的影响。
2007-04-28 cond-mat.mes-hall
Persistent Spin Dynamics in the $S=1/2$ V$_{15}$ Molecular Nano-Magnet
我们在V15自旋1/2分子纳米磁体中测量了μ子自旋晶格弛豫。我们发现，在低磁场（<5 kG）的弛豫速率是温度无关的低于10 K，这意味着分子的自旋是动态波动下降到12 mK。这些测量结果表明，随着温度的降低，波动时间增加，在低温下饱和值为6纳秒。这些涨落是由于垂直于外加磁场方向的V15分子自旋动力学引起的，是由系统中分子自旋和核自旋浴之间的耦合引起的。
2008-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic field-enhanced spin filtering in rare-earth mononitride tunnel junctions
自旋过滤隧道结基于通过铁磁绝缘体的能带结构的交换分裂控制的上下自旋电子的选择性隧穿。因此，可以通过调节隧道势垒的交换强度来调谐自旋过滤器效率。我们已经观察到，磁场和偏置电压（电流）可以用来调节交换强度，从而自旋过滤器的效率与铁磁DyN和GdN隧道势垒隧道结。在具有DyN势垒的隧道结中，我们在11 K下获得了由于小的交换分裂（$ E_{ex}$）$\approx$ 5.6 meV的势垒高度（$Φ_0$）$\approx$ 60 meV的隧穿电子的$\sim$ 37 $\%$自旋极化。巨大的自旋过滤效率$\sim$ 97 $\%$被发现与GdN势垒的隧道结由于较大的$E_{ex}$ $\approx$ 47 meV。在存在施加的磁场的情况下，由于磁场依赖的交换分裂$ E_{ex}(H)$，势垒高度可以进一步分裂。在有磁场的情况下，DyN隧道结的自旋过滤效率可提高到$\sim$ 87 $\%$.这些隧道结的电和磁场调谐自旋过滤器效率为这些具有附加功能的器件的实际应用提供了机会。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall
Magnetocaloric properties of V6 molecular magnet
本文从理论上研究了含6个钒离子的多钒酸盐分子磁体V6的磁热性质，其中钒离子带有量子自旋$S = 1/2$。这种结构的特点是存在两个弱相互作用的自旋三角形与全反铁磁耦合。该系统的属性描述使用精确的数值对角化方法应用于量子海森堡模型，并利用场系综形式主义。计算并讨论了磁熵和磁比热随温度和外加磁场的变化关系。磁热性能通过等温熵变和熵对磁场的导数来量化。一个有趣的行为的等温熵变的发现，具有高度的可调性的磁热效应与初始和最终的磁场值。
2019-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spin-dependent quantum transport in periodic magnetic modulations: Aharonov-Bohm ring structure as a spin filter
Aharonov-Bohm（AB）环结构中的量子干涉提供了在介观尺度上对自旋的额外控制。通过对AB结构中的相干输运的研究，提出了一种自旋滤波器方案。利用多个能量通道可以获得大的自旋极化电流。
2004-03-11 cond-mat.mes-hall
Probing the magnetic ground state of the molecular Dysprosium triangle
本文报道了镝三角形分子磁体的零场μ子自旋晶格弛豫测量。注入μ子探测到的局域磁场表明在低于$T^* ~35$ K时静态和动态内磁场共存。体磁化强度和热容量的测量表明，没有磁有序低于这个温度的迹象。我们将静态场归因于Dy 3的基态中的磁化的缓慢弛豫。在低温下，场的动态部分的涨落时间估计为~0.55 $μ$ s
2010-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Molecular nanomagnets in ac magnetic field
研究了分子纳米磁体在横向于易磁化轴方向的周期性磁场中的行为。结果表明，在足够强的电场下，隧穿时间可以大大减少。
2001-10-07 cond-mat.mes-hall
Macroscopic quantum effects generated by the acoustic wave in a molecular magnet
我们已经表明，由于在分子磁体中的共振自旋隧穿的磁化步骤的大小可以强烈地受到声音的影响。横向声波还可以在场扫描期间产生磁化的宏观量子拍频。
2008-12-18 cond-mat.mes-hall
Quantum Forces in Molecular Magnets
双态系统可能表现出纯粹量子起源的机械力，而在经典物理学中没有对应物。我们证明了由于经典简并磁态之间的量子隧穿，这种力必然存在于分子磁体中。当磁体被放置在具有梯度的静态磁场中时，在微波场存在的情况下可以观察到它们。
2013-08-22 cond-mat.mes-hall
Giant Tunneling Magnetoresistance in Spin-Filter van der Waals Heterostructures
利用磁阻效应的磁性多层膜器件是磁传感和数据存储技术的支柱。在这里，我们报告新的多自旋过滤器磁性隧道结（sf-MTJ）的基础上范德华（vdW）异质结构，其中原子薄的三碘化铬（CrI 3）作为自旋过滤器隧道势垒夹在石墨烯接触。我们证明了隧穿磁电阻，这是急剧增加CrI 3层厚度，达到创纪录的19,000%的磁性多层结构，使用四层SF-MTJ在低温下。这些器件还示出了作为磁场的函数的多个电阻状态，表明了使用单个vdW sf-MTJ的多位功能的潜力。使用磁性圆二色性测量，我们将这些影响归因于原子级薄CrI 3的内在逐层反铁磁有序。我们的工作揭示了将磁信息存储推向原子薄极限的可能性，并强调了CrI 3作为vdW异质结自旋电子器件的最高级磁隧道势垒。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall
Molecular Magnetocapacitance
纳米尺度系统的电容通常被认为具有两个贡献，经典静电贡献和依赖于状态密度和/或接近费米能量的分子轨道的量子贡献。在这封信中，我们证明了在分子纳米磁体和其他磁性纳米尺度系统中，电容的量子部分变得与自旋相关，并且可以通过外部磁场进行调谐。该分子磁电容可以使用具有反铁磁基态的单分子纳米磁体和/或其它纳米结构来实现。作为原理的证明，纳米磁体[Mn 3 O（sao）3（O2 CMe）（H2O）（py）3]的第一性原理计算表明，高自旋状态的充电能量比低自旋状态的充电能量低260 meV，产生6%的电容差异。~ 40 T的磁场可以切换自旋状态，从而改变分子电容。使用纳米结构可以实现更小的切换场，所述纳米结构的物理性质例如磁矩是尺寸依赖性的。分子磁电容可能导致革命性的器件设计，例如，通过利用库仑阻塞磁阻，由此电容的小变化可以导致电阻的巨大变化。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall
Non-linear spin filter for non-magnetic materials at zero magnetic field
将自旋累积转换为电荷电流的能力对于自旋电子学中的应用是必不可少的。在半导体中，自旋-电荷转换通常使用逆自旋霍尔效应或使用大磁场来实现。在这里，我们展示了一个通用的方法，利用自旋和电荷电流之间的非线性相互作用，执行全电，快速和非侵入性的检测自旋积累，而不需要一个磁场。我们展示了这种技术的操作与弹道GaAs孔作为一个模型系统与强自旋轨道耦合，其中量子点接触提供了非线性能量过滤器。这种方法一般适用于具有强自旋轨道耦合的电子和空穴系统。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall
Ultra-sensitive nanoscale magnetic field sensors based on resonant spin filtering
基于磁阻调制的固态磁场传感器直接应用于通信设备中，特别是在接近检测、旋转参考检测和电流感测中。在这项工作中，我们提出了基于磁电阻物理共振自旋过滤和本设备设计迎合特殊的磁场传感能力的传感器结构。使用非平衡格林函数自旋输运形式主义自洽耦合到泊松方程，我们提出了高度可调的五层磁性隧道结结构，能够表现出超高峰值隧道磁阻$(\approx 2500 \%$）。我们将展示如何将其转化为具有超高电流灵敏度增强超过300\%的器件设计，与典型的三层MTJ传感器相比，以及更宽的可调范围的场灵敏度。我们还证明了传感器功能与结构景观的动态变化，使一个卓越的设计灵活性超过典型的三层传感器。最后给出了一个优化设计，其灵敏度提高了近70 0%，这为通过设计具有超灵敏自旋过滤特性的功能结构来设计自旋电子学构件奠定了基础。
2016-02-14 cond-mat.mes-hall
Self Assembled II-VI Magnetic Quantum Dot as a Voltage-Controlled Spin-Filter
全自旋电子学技术出现的一个关键因素是电压控制自旋过滤器的发展，以选择性地将所需自旋的载流子注入半导体。我们先前展示了这样的设备的原型使用II-VI稀磁半导体量子阱，然而，仍然需要一个外部磁场来产生的水平分裂。最近的理论表明，自旋选择可以在没有外部磁场的情况下通过局部载流子介导的铁磁相互作用在II-VI顺磁性半导体中实现。我们提出的第一个实验观察到这样的效果，使用非磁性的CdSe自组装量子点在顺磁性（Zn，Be，Mn）Se屏障。
2005-01-25 cond-mat.mes-hall
Spin-Electric Coupling in Molecular Magnets
利用对称群理论和哈伯德模型方法研究了外电场中三角形反铁磁体Cu $_3$.我们确定了自旋交换，自旋轨道相互作用，以及分子磁体的基本自旋纹理的手性之间的相互作用所造成的自旋-电耦合。这种耦合允许例如通过使用STM尖端或微波腔来电控制自旋（量子位）状态。我们提出了一个实验测试识别分子磁体表现出自旋电效应。
2008-05-08 cond-mat.mes-hall
Macroscopic Quantum Coherence in Molecular Magnets
研究了反铁磁分子磁体在磁场作用下的宏观量子相干性。这样的场产生具有外部可调强度的人工隧道势垒。我们给出了详细的半经典预测的隧道分裂在各种制度的低和高磁场。我们表明，Neel矢量的隧穿动力学可以直接测量通过静态磁化强度和比热。我们还报告了一个新的量子相位所产生的波动。数值模拟结果补充了分析结果。
1997-08-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Tunneling of Magnetization in Single Molecular Magnets Coupled to Ferromagnetic Reservoirs
从理论上研究了自旋极化库在单分子磁体（SMM）磁化强度量子隧穿和弛豫过程中的作用。SMM交换耦合到储层，并且还经受随时间变化的磁场，这使得能够实现磁化的量子隧穿（QTM）。自旋弛豫时间由费米黄金法则计算。交换相互作用与隧道电子示出影响由于QTM的自旋反转。此外，它示出的开关是与一定的电荷之间的引线的转移。
2007-05-08 cond-mat.mes-hall
Reply to the Comment on the 'Hole-digging' in ensembles of tunneling molecular magnets
回复J.J.阿隆索和J.F.费尔南德斯在论文“'洞挖'在隧道分子磁铁的合奏”的I.S. Tupitsyn，P.C.E. Stamp和N.V.Prokof 'ev（Phys.Rev.B69，132406，（2004））。
2005-05-04 cond-mat.mes-hall
Quantum Spin Dynamics in Molecular Magnets
对各种分子磁体中量子自旋动力学的详细理论理解是这些系统技术应用道路上的重要一步。铁磁和反铁磁分子团簇中的量子效应，到目前为止，在理论上已经得到很好的理解。铁磁分子团簇允许人们研究具有不同自旋取向的状态之间的非相干量子隧穿和热激活跃迁的相互作用。在Fe_8中发现的Berry相位振荡是不同隧穿路径的量子力学干涉的特征。反铁磁分子团簇是在介观尺度上观察相干量子隧穿的理想对象。虽然具有挑战性，但分子磁簇用于数据存储和量子数据处理的应用已经在实验范围内，具有当今的技术。
2002-05-22 cond-mat.mes-hall
Quantum magnetoelectric effect in molecular crystal Dy$_3$
研究了镝三角形团簇形成的分子晶体的磁电性质。在发展了团簇自旋结构的量子力学模型的基础上，导出了有效自旋-电哈密顿量。计算了磁电效应对晶体自由能的贡献。分析揭示了磁电效应的几个独特的功能，这是不典型的传统的顺磁系统在低温下。这些特性可以用镝分子核心的手性来解释。
2011-08-06 cond-mat.mes-hall
Josephson current through a quantum dot coupled to a molecular magnet
约瑟夫森电流由超导能隙内的锐Andreev态携带。我们从理论上研究了由一个量子点连接到两个超导导线并耦合到分子磁体自旋的磁可调纳米结的电子输运。分子磁体和量子点之间的交换相互作用由于量子点的能级的自旋相关重整化和自旋翻转的诱导而修改Andreev态。施加到量子点和分子磁体的中心区域的磁场进一步调谐约瑟夫森电流并开始分子磁体的自旋的进动。我们使用非平衡格林函数的方法来评估结的输运性质。计算结果表明，量子点的能级、磁场以及分子磁体与占据量子点能级的电子之间的交换相互作用可以触发约瑟夫森结从0态到$π$态的跃迁.由磁场引起的占据态的重新分布强烈地改变了电流-相位关系。临界电流随量子点能级、磁场或交换作用的变化而急剧增加。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall
Wavevector-dependent spin filtering and spin transport through magnetic barriers in graphene
我们研究了单层和双层石墨烯中磁性纳米结构的自旋分辨输运。我们考虑到轨道效应的不均匀的垂直磁场以及面内自旋分裂由于塞曼相互作用和交换耦合可能引起的接近的铁磁绝缘体。我们发现，一个单一的障碍表现出依赖于波矢的自旋过滤效应在能量接近的传输阈值。这种效应在共振双势垒配置中显著增强，其中通过增加势垒之间的距离，可以将传出电流的自旋极化增加到100%。
2009-06-20 cond-mat.mes-hall
Inverse Magnetoresistance of Molecular Junctions
我们目前的计算自旋相关的电子输运通过单个有机分子桥接对铁纳米接触。我们预测这些系统的磁阻开关从积极到消极的增加所施加的偏压为导电和绝缘分子。这种新颖的逆磁阻现象是鲁棒的，不依赖于杂质的存在，并且是分子和原子纳米级磁性结所特有的。它的物理起源被确定，并讨论其相关性的实验和潜在的技术应用。
2005-10-31 cond-mat.mes-hall
Dynamical quenching of tunneling in molecular magnets
结果表明，在快速振荡的磁场中，单个分子磁体的隧穿过程会出现猝灭现象。这一结果为利用太赫兹波段的辐射来操纵分子磁体的量子态开辟了一条道路。我们的分析分离的时间演化为慢和快的组件，从而获得一个有效的理论为缓慢的动态。这种有效的理论提出了隧道效应的淬火。特别是，突出了它与所谓的隧道相干破坏的区别。我们支持我们的预测与数值证据的基础上的薛定谔方程的精确解。
2015-08-19 cond-mat.mes-hall
Visualizing improved spin coupling in molecular magnets
在分子电子学框架中基于单分子磁体构建功能器件的关键是能够在表面上沉积和研究这些分子，因为分子的结构，电子和磁性特性可以在吸附时显着改变。我们已经使用了亚分子分辨率的扫描隧道显微镜探测两个不同的合理设计的单分子磁体构建块内的局部相互作用。对单分子光谱图的仔细分析表明，电子性质敏感地依赖于分子结构，因此即使很小的变化也可以大大增强或减少分子内的自旋耦合。由于它们的平面几何形状，这些分子是理想的模型系统，通过扫描探针技术研究表面支撑的配合物的分子磁性。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall
Crossover between Thermally Assisted and Pure Quantum Tunneling in Molecular Magnet Mn12-Acetate
采用微霍尔效应磁力测量法研究了高自旋（S=10）单轴分子磁体Mn12单晶中热辅助与纯量子隧穿之间的交叉。磁滞和弛豫实验已被用来调查的能级，确定作为磁场和温度的函数的磁化反转。这些实验表明，交叉发生在一个狭窄的（0.1 K）或广泛的（1 K）的温度间隔取决于横向于各向异性轴的字段的大小。
2001-01-02 cond-mat.mes-hall
Spin filtering and switching action in a diamond network with magnetic-nonmagnetic atomic distribution
我们提出了一个简单的模型量子网络组成的菱形格子的磁性和非磁性原子的确定性分布在存在一个均匀的外部磁通量在每个格子和预测，这样一个简单的模型可以是一个有前途的候选人自旋过滤器以及磁通驱动的自旋电子开关。衬底磁矩的取向和幅度在两个自旋通道的能带工程中起着至关重要的作用，这基本上使我们能够控制自旋传输，从而导致自旋过滤效应。外部可调谐的磁通量在诱导两个自旋态的开关开关效应中起着重要的作用，指示类似于自旋电子开关的行为。即使是现场势和磁矩中的相关无序配置也可能导致无序诱导的自旋过滤现象，其中一个自旋通道被完全阻塞，而另一个自旋通道在整个允许的能量范围内传输。所有这些功能建立在紧束缚框架内的状态密度和两个终端的传输概率使用的传输矩阵形式主义。理论研究的实验实现可能有助于设计新的自旋电子器件。
2016-08-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of circular current and associated magnetic field in a molecular junction: A new approach
提出了一种控制分子结中局域磁场的新方案。在存在有限偏压的情况下，在分子环中建立净循环电流，其在其中心处感应磁场。允许两个电极之间的直接耦合，由于它们非常接近，并改变其强度，我们可以在很宽的范围内调节循环电流以及磁场，而不干扰任何其他物理参数。我们坚信，我们的建议是相当强大的控制局部磁场的现有方法相比，可以通过实验验证。
2017-01-25 cond-mat.mes-hall
