Large anisotropic spin relaxation time of exciton bound to donor states in triple quantum wells
利用时间分辨Kerr转动和共振自旋放大方法研究了GaAs/AlGaAs三量子阱中稠密二维电子气的自旋动力学。强各向异性的自旋弛豫时间高达10倍之间的电子自旋取向的面内和面外时,激发能被调谐到一个激子绑定到中性施主过渡。我们使用内部磁场和电子g因子的不均匀性来模拟这种各向异性。的数据分析,使我们能够确定的方向和幅度的内部字段的范围内的几个mT为我们所研究的结构,这与样品温度和光功率降低。的各向异性自旋弛豫的依赖性直接测量作为几个实验参数的函数:激发波长,样品温度,泵浦探测时间延迟,和泵浦功率。
2017-05-02 cond-mat.mes-hall
Measuring anisotropic spin relaxation in graphene
我们比较了不同的方法来测量石墨烯自旋寿命的各向异性。除了铁磁电极的面外旋转和倾斜自旋进动之外,我们还提出了一个Hanle实验,其中电子自旋围绕垂直于石墨烯平面的磁场或围绕面内场进动。在后一种情况下,电子受到面内和面外自旋弛豫的影响。为了拟合数据,我们使用了一个数值模拟,可以计算在任何方向的磁场下自旋寿命中的各向异性进动。我们的数据显示了一个小的,但明显的各向异性,可以解释的各向同性机制的联合行动,如松弛的接触和共振散射的磁性杂质,和各向异性Rashba自旋轨道为基础的机制。我们还评估了所有三种类型的实验中的潜在误差来源,并得出结论,平面内/平面外汉勒方法是最可靠的。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall
Anisotropic spin dynamics in antiferromagnets with a nonrelativistic spin splitting
本文研究具有d波非相对论自旋劈裂的反铁磁体,揭示其载流子自旋动力学在运动窄化弛豫下呈现极端各向异性,并指出该特征可作为交变磁体的实验指纹。
2024-10-28 cond-mat.mes-hall
Anisotropic Magneto-Thermopower: the Contribution of Interband Relaxation
考虑到铁磁层中的各向异性磁阻效应,研究了金属正常/铁磁结中的自旋注入。它示出,广义双通道模型的基础上,有一个界面电阻的贡献,由于各向异性散射,超越自旋积累和巨磁阻(GMR)。推导了相应的热电势表达式,并与巨磁阻产生的热电势表达式进行了比较。首次测量了电沉积Ni纳米线与Ni,Au和Cu的接触的各向异性磁热电势。本研究结果显示,巨磁电阻效应及对应的热电势表现出自旋反转散射的作用,而各向异性的磁热电势则显示出带间s-d弛豫机制。
2005-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strongly anisotropic spin relaxation in graphene/transition metal dichalcogenide heterostructures at room temperature
石墨烯由于其可调谐的电子特性,已成为未来二维自旋电子学的首要材料。在石墨烯中,自旋信息可以长距离传输,并且原则上可以通过使用磁相关或由邻近效应引起的大自旋轨道耦合(SOC)来操纵。特别地,当石墨烯与半导体过渡金属十硫属化物(例如二硫化钨(WS $_2$))界面连接时,已经预测了显著的SOC增强。这种增强的签名最近有报道,但在这些系统中的自旋弛豫的性质仍然未知。在这里,我们明确地证明了各向异性的自旋动力学在双层异质结构,包括石墨烯和WS $_2$。通过使用面外自旋旋进,我们表明,自旋寿命是最大的自旋时,石墨烯平面的指向。此外,我们观察到的自旋寿命变化超过一个数量级取决于自旋取向,表明强自旋谷耦合WS $_2$中的双层中的印记,并认为传播的自旋。这些发现为探索二维材料中的耦合自旋谷现象提供了一个丰富的平台,并提供了基于自旋弛豫各向异性的新型自旋操纵策略。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Heavy-hole spin relaxation in quantum dots: Isotropic versus anisotropic effects
本研究探究半导体量子点重空穴自旋热点的声子介导弛豫的各向同性与各向异性效应,明确了体g因子、对称性破缺等对热点的影响,提出可通过磁场、材料及尺寸各向异性调控相关行为以助力量子器件设计。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall
Anisotropic Hanle lineshape via anisotropic magnetothermoelectric phenomena
我们观察到各向异性Hanle线形与不平等的面内和面外的非本地信号的自旋旋进测量进行横向金属自旋阀透明接口。对于这种各向异性的常规解释对应于对于如石墨烯的2D材料的情况的面内和面外自旋取向的不相等的自旋弛豫时间,但是在多晶金属沟道中这是出乎意料的。作为温度和通道长度的函数的系统测量,结合分析和数值热电输运模型,表明在Hanle lineshape的各向异性是磁热起源,由各向异性调制的铁磁电极的Peltier和Seebeck系数所造成的。我们的研究结果要求考虑这种磁热电效应的各向异性自旋弛豫的研究。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall
Anisotropic magnetization relaxation in ferromagnetic multilayers with variable interlayer exchange coupling
研究了F $_1$ /f/F $_2$ /AF多层膜的铁磁共振线宽及其各向异性,其中间隔层f的居里点低于强铁磁层F $_1$和F $_2$.层间交换耦合在磁化弛豫中的作用是通过改变间隔层的厚度实验确定的。结果表明,较强的层间耦合,通过较薄的间隔增强了外铁磁层之间的微波能量交换,与F $_2$交换拖动F $_1$中的共振进动的磁化。还观察到较弱的镜像效应:F $_1$的磁化可以被F $_2$中的进动交换拖曳,这导致反阻尼和更窄的FMR线宽。一个理论被开发来模拟测量的数据,它允许分离系统中的磁弛豫的各种贡献。对层间耦合常数、铁磁共振线宽的面内各向异性、磁各向异性场的色散等关键物理参数进行了定量分析。这些结果将有助于设计基于热辅助开关的高速磁性纳米器件。
2016-04-18 cond-mat.mes-hall
Anisotropic conductivity in magnetic topological insulators
研究了掺杂磁性杂质的三维拓扑绝缘体的表面电导率。表面电子的自旋-动量锁定使得它们与磁性杂质的散射各向异性,标准弛豫时间近似不再适用。使用半经典玻尔兹曼方法与广义弛豫时间计划,我们得到的弛豫时间的封闭形式和系统的表面电导率的函数的体磁化强度和取向的对齐的表面磁性杂质的解析表达式。我们表明,表面电导率是各向异性的,强烈依赖于磁性杂质的自旋方向和体磁化强度的大小。特别是,我们发现,表面电导率有其最小值时,表面杂质的自旋排列垂直于表面的TI,因此背散射的概率增加,由于杂质对表面电子施加的磁矩。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall
Diffusive density response of electrons in anisotropic multiband systems
我们明确地计算了各向异性多带系统中存在的杂质,包括长程无序的密度-密度响应函数与保存顶点校正。正确地考虑了顶点修正的方向依赖性,以获得由费米表面上的分量输运弛豫时间和速度的组合给出的扩散常数。我们还研究了各种各向异性系统的扩散密度响应,提出了相应的扩散常数的一些经验规则,并证明了考虑输运弛豫时间的组分依赖性对于正确解释各向异性系统的输运性质是至关重要的,特别是在每个方向上具有不同幂律色散的各种拓扑材料。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall
Impact of the impurity symmetry on orbital momentum relaxation and orbital Hall effect studied by the quantum Boltzmann equation
本研究通过量子玻尔兹曼方程结合微观杂质模型,揭示杂质对称性等特性对轨道动量弛豫机制及轨道霍尔效应的调控规律,为轨道输运的理论研究提供了新框架。
2024-10-07 cond-mat.mes-hall
Curvature-induced anisotropic spin-orbit splitting in carbon nanotubes
我们从理论上探讨了碳纳米管中的自旋轨道相互作用。我们已经发现,除了依赖于手性和直径,自旋轨道耦合的影响是各向异性的:自旋分裂较大的较高的价或较低的电子带取决于特定的管。根据所谓的手征指数,不同的管行为可以分为三个家族。曲率引起的轨道杂交的变化有一个至关重要的作用,他们被证明是家庭依赖。我们的研究结果解释了最近的实验,没有调用外部场。
2009-02-25 cond-mat.mes-hall
Anisotropic quantum transport in monolayer graphene in the presence of Rashba spin-orbit coupling
我们研究了单层石墨烯晶格中自旋相关的电子隧穿Rashba势垒。利用传输矩阵方法,得到了手征粒子的自旋相关输运性质。结果表明,石墨烯片在Rashba自旋轨道势垒的存在下将充当电子自旋反转器。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall
Anisotropic current-induced spin accumulation in the two-dimensional electron gas with spin-orbit coupling
我们研究了具有Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合的二维电子气体中的磁电(或逆自旋-电流)效应,利用电子自旋和动量的Boltzmann方程的精确解.自旋响应面内电场原来是高度各向异性的,而通常的电荷电导率保持各向同性,与先前的声明。
2007-04-21 cond-mat.mes-hall
Relaxation vs decoherence: Spin and current dynamics in the anisotropic Kondo model at finite bias and magnetic field
利用非平衡重整化群方法研究了各向异性Kondo模型(包括反铁磁和铁磁)在有限磁场$h_0$和偏压$V$作用下自旋和电流的实时演化.我们推导出解析表达式的所有时间在弱耦合制度$\max\{V,h_0,1/t\}\gg T_c$($T_c=$强耦合规模)。我们发现所有的观测量都随自旋弛豫和退相干速率$Γ_{1/2}$衰减。各种$V$依赖的对数,振荡和幂律的贡献进行了预测。对数项的低能截止一般由输运衰减率的差异来确定。对于小的时间$t\ll \max\{V,h_0\}^{-1}$,我们得到的自旋和电流的普遍动力学。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit coupling and spin relaxation in phosphorene: Intrinsic versus extrinsic effects
用第一性原理计算研究了磷烯的自旋轨道和自旋弛豫性质。内在的自旋-轨道耦合诱导自旋混合的概率为$b^2 \approx 10^{-4}$,表现出大的各向异性,遵循磷烯的各向异性晶体结构。对于动量弛豫时间的实际值,固有(Elliott-Yafet)自旋弛豫时间为数百皮秒至纳秒。施加横向电场(模拟门控和衬底)在磷烯中产生非本征$C_{2v}$对称自旋轨道场,其激活D 'yakonov-Perel'自旋弛豫机制。结果表明,这种非本征自旋弛豫也有很强的各向异性,并可以支配的Elliott-Yafet一个足够强的电场。因此,磷基片上可以表现出一个有趣的相互作用的两个自旋弛豫机制,其各自的作用可以使用我们的结果破译。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall
Tunneling anisotropic magnetoresistance in Fe/GaAs/Au junctions: orbital effects
我们报道了外延生长的Fe/GaAs/Au隧道结的实验结果,证明了隧道各向异性磁电阻(TAMR)效应可以通过磁场来控制。理论模拟表明,磁场的轨道效应和GaAs势垒中的Dresselhaus自旋轨道耦合的相互作用导致了具有单轴对称性的TAMR效应的独立贡献,而Bychkov-Rashba自旋轨道耦合不起作用。这种效应对于具有体反转不对称性的势垒是固有的。
2009-04-20 cond-mat.mes-hall
Theory of Spin Relaxation in Two-Electron Lateral Coupled Si/SiGe Quantum Dots
给出了硅双量子点中声子诱导双电子自旋弛豫的高精度数值计算结果。弛豫,使自旋-轨道耦合和$^{29}$ Si(天然或纯化丰度)的核,研究实验相关参数,interdot耦合,磁场的大小和方向,和失谐。我们计算松弛率为零和有限的温度(100 mK),得出的结论是,我们的研究结果为零温度仍然定性有效,也为100 mK。我们确认相同的各向异性开关的轴的自旋寿命延长与不同的失谐最近在GaAs中预测。可能的超精细为主的弛豫的条件是更严格的Si比GaAs。对于实验相关的制度,自旋-轨道耦合,虽然弱,是占主导地位的贡献,产生各向异性弛豫率的至少两个数量级低于GaAs。
2012-11-07 cond-mat.mes-hall
Non-exponential spin relaxation in magnetic field in quantum wells with random spin-orbit coupling
我们研究了量子阱中电子的自旋动力学,其中Rashba类型的自旋轨道耦合以随机纳米尺寸域的形式存在。我们研究了磁场对这些体系自旋弛豫的影响,发现自旋轨道耦合的空间随机性限制了最小弛豫速率,并由于记忆效应导致自旋极化的高斯时间衰减.在这种情况下,与众所周知的自旋弛豫的磁场抑制相比,弛豫随着磁场的增加而变得更快。
2005-06-28 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic modelling of anisotropic damping in ferromagnet
我们报告的Landau-Lifshitz-Baryakhtar理论的数值实现,这表明微磁弛豫项服从磁性晶体的对称性,即。e.用相应对称性的张量代替单个固有阻尼常数。研究了饱和铁磁薄圆盘和椭圆中各向异性弛豫的影响。我们调查的角度依赖性的线宽的磁共振相对于给定的弛豫张量的结构。模拟结果表明,磁振子线宽的各向异性仅由两个因素决定:弛豫张量在旋进平面上的投影和旋进平面的椭圆率。
2013-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Momentum-Resolved Relaxation-Time Approach for Size-Dependent Conductivity in Anisotropic Metallic Films
提出动量分辨弛豫时间框架,结合密度泛函理论与玻尔兹曼输运方程,无需经验拟合即可准确预测各向异性金属薄膜的尺寸相关电阻率,为纳米电子学互连材料设计提供高效可靠的计算途径。
2025-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic Spin Hall Effect from Anisotropic Rashba Spin-Orbit Coupling in Graphene
我们研究了Rashba耦合的各向异性对石墨烯上自旋轨道活性吸附原子引起的非本征自旋霍尔效应的影响。除了固有的自旋-轨道耦合,被认为是一个广义的各向异性Rashba耦合所产生的原始石墨烯的镜像和六角对称性的故障。我们发现,Rashba各向异性可以强烈修改自旋霍尔角对载流子浓度的依赖关系。我们的模型提供了一个简单的和一般的描述斜散射机制,由于自旋轨道耦合,是由接近大的吸附原子团簇。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall
Anisotropic profiles in the spin polarization of multichannel semiconductor rings with Rashba spin orbit coupling
研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的偏心半导体多通道环中的自旋积累效应。由于有限的偏心率,在样品的边界处诱导的自旋极化是各向异性的,并且在特定的角方向上表现出不同的图案和强度。这种效应,让人联想到的自旋极化漂移的应用引起的平面电场,可以用来操纵和功能化的自旋极化在电子纳米环。
2008-11-25 cond-mat.mes-hall
Anisotropic spin relaxation in $n$-GaAs from strong inhomogeneous hyperfine fields produced by the dynamical polarization of nuclei
n-GaAs中动态极化核的超精细场在空间上是非常不均匀的,因为在随机分布的施主附近,动态极化过程是最有效的。穿过体半导体的具有极化自旋的电子将经历这种不均匀的超精细场作为有效的波动自旋进动速率,因此电子系综的自旋极化将松弛。基于无规行走理论的自旋弛豫理论被应用于斜磁场中的旋进系综,并解析地导出了(不等的)纵向和横向自旋弛豫的精确形式。为了研究这种机制,电三端Hanle测量进行外延生长的Co $_2$ MnSi/ $n$ -GaAs异质结构制造成电自旋注入器件。建议的各向异性自旋弛豫机制需要令人满意地描述Hanle线型时,所施加的领域是在大的倾斜角取向。
2015-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Anisotropic Paramagnetic Meissner Effect by Spin-Orbit Coupling
传统的$s$波超导体排斥外部磁通量。然而,最近的一项实验[A]。Di Bernardo等人,Phys. Rev. X \textbf{5},041021(2015)]已经定制了经由相邻磁性材料的超导关联的电磁响应。我们考虑另一种途径来改变迈斯纳效应,其中自旋-轨道相互作用诱导各向异性迈斯纳响应,其根据场方向改变符号。可调电磁响应开辟了利用由磁体和超导体组成的混合系统的新途径。
2016-03-04 cond-mat.mes-hall
Anisotropic conductivity of disordered 2DEGs due to spin-orbit interactions
我们发现,在Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用(SOI)的存在下,无序二维电子气的电导率张量变得各向异性。这种各向异性是一种介观效应,并随着电荷退相时间的消失而消失。使用图解方法,包括零,一,和两个循环图,我们表明,一个一致的计算需要超越玻尔兹曼方程的方法。在没有电荷退相和零频率的情况下,即使对于无限小的SOI,也会出现有限的各向异性σ_{xy} e^2/lhpf。
2008-03-31 cond-mat.mes-hall
A virtual intersubband spin-flip spin-orbit coupling induced spin relaxation in GaAs (110) quantum wells
基于二阶自旋翻转子带间自旋轨道耦合和自旋守恒散射,提出了一种自旋弛豫机制。相应的自旋弛豫时间通过费米黄金法则计算。结果表明,这种机制在高杂质密度的对称GaAs(110)量子阱中是重要的。研究了自旋弛豫时间随电子密度、温度和阱宽的变化规律,并分析了其物理机制。
2009-08-07 cond-mat.mes-hall
The influence of anisotropic Rashba spin-orbit coupling on current-induced spin polarization in graphene
我们考虑一个无序的石墨烯层与各向异性Rashba自旋轨道耦合受到纵向电场。利用线性响应理论,我们计算了电流诱导自旋极化,包括面内垂直和平行于电场方向的分量。与各向同性Rashba自旋轨道的情况不同,其中自旋极化的正常分量在狄拉克点周围的费米能量方面是线性的,各向异性Rashba自旋轨道可以导致该分量在Lifshitz点内的这种能量处的非线性依赖性。此外,我们表明,各向异性Rashba相互作用允许调谐的自旋极化方向从垂直方向的平行,这样对于某些值的Rashba参数的幅度的两个组件也可以淬火。通过计算顶点修正,还考虑了载流子散射对随机分布的非磁性无序的影响。这导致自旋极化分量的修改取决于Rashba参数的相对强度。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall
Weak anti-localization in spin-orbit coupled lattice systems: effect of non-adiabatic transitions and estimation of spin relaxation length
本研究利用自旋轨道耦合晶格系统的有效模型--二维Wolff哈密顿量,研究了量子修正对电导率的影响。杂质散射的非绝热跃迁过程抑制了弱的反定域效应。与Hikami-Larkin-Nagaoka(HLN)理论相比,SOC晶格系统中的WAL效应强烈依赖于自旋弛豫长度。讨论了Bi薄膜的自旋弛豫长度。
2021-11-07 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction induced singularity of the charge density relaxation propagator
二维电子系统的电荷密度弛豫传播子是极化函数虚部的斜率,它对具有自旋轨道动量阶数的玻色子动量表现出奇异性,并依赖于动量方向。通过Bychkov-Rashba(BR)和Dresselhaus(D)自旋轨道耦合的联合作用,我们对这种非解析行为提供了直观的理解。结果表明,在只存在一个BR或D自旋轨道场或具有相等的BR和D耦合强度的自旋轨道相互作用的情况下,弛豫传播子的规则行为被恢复。这就产生了一种通过外加电场影响载流子弛豫特性的新可能性。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall
Theory of spin-orbit induced spin relaxation in functionalized graphene
我们进行了比较研究的自旋弛豫自旋轨道耦合诱导吸附原子(氢和氟)在石墨烯。应用两种方法,给出一致的结果:一个完整的量子输运模拟的石墨烯纳米粒子,和一个T-矩阵计算使用格林函数的一个单一的吸附原子在石墨烯。对于氢化石墨烯,自旋弛豫的主导自旋轨道项是PIA,由于赝自旋反转不对称性,迄今为止被忽视的相互作用。相反,在氟化石墨烯中,PIA和Rashba耦合破坏性地干扰,降低总自旋弛豫速率。在这种情况下,我们还预测了一个强烈的偏离预期的2:1自旋弛豫各向异性面外和面内自旋取向。我们的研究结果将有助于功能化石墨烯的自旋弛豫和弱局域化实验的基准。
2015-05-29 cond-mat.mes-hall
Anisotropic spin relaxation in graphene
在非局域几何条件下,研究了石墨烯自旋阀器件中石墨烯的自旋弛豫。具有面内磁化的铁磁电极注入平行于石墨烯层的自旋。它们在垂直于石墨烯层施加的磁场$B$下经受Hanle自旋旋进。高于1.5T的场迫使铁磁触点的磁化方向与场对准,从而允许垂直于石墨烯平面的自旋注入。在B = 0和B = 2T下的自旋信号的比较显示,与平行于石墨烯层的自旋相比,垂直于石墨烯层的自旋的自旋弛豫时间减少20%。我们分析的结果在不同的强度的自旋轨道有效场在面内和面外的方向。
2008-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin orbit-induced anisotropic conductivity of a disordered 2DEG
我们提出了一个半自动的计算机辅助方法来生成和计算图的无序平均方法与内在的自旋轨道相互作用(SOI)的无序二维导体。作为一个应用,我们计算的SOI上的电荷电导率的无序的2D系统和环中存在的Rashba和Dresselhaus SOI的效果。在一个无限大小的2D系统中,由于相位相干性和Rashba和Dresselhaus SOI的相互作用,电导率张量的各向异性校正出现。这种效应在准一维情况下更加明显,其中仅存在一种类型的SOI时,导电性已经变得各向异性。如果哈密顿量的时间反演对称性被破坏,则各向异性进一步增加。
2009-02-19 cond-mat.mes-hall
Anisotropic intrinsic spin relaxation in graphene due to flexural distortions
我们提出了一个内在的自旋散射机制起源于原子的自旋轨道相互作用的相互作用和局部曲率诱导的原子晶格的弯曲变形的石墨烯。从考虑非微扰自旋轨道耦合的多轨道紧束缚哈密顿量出发,导出了Dirac电子弯曲畸变自旋散射的有效哈密顿量.我们计算的自旋寿命由于弯曲声子和波纹,我们发现在微秒范围内的值在室温下。有趣的是,这种机制在两个方面是各向异性的。首先,弛豫速率对于离面和面内自旋量子化轴是不同的。第二,自旋弛豫速率取决于晶体动量与碳-碳键形成的角度。此外,自旋寿命也是谷依赖的。所提出的机制设置了一个上限的自旋寿命在石墨烯和相关的高品质的样品时,可以制造的外部来源的自旋弛豫。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation near the metal-insulator transition: dominance of the Dresselhaus spin-orbit coupling
我们确定Dresselhaus自旋-轨道耦合作为杂质半导体杂质带中占主导地位的自旋弛豫机制的来源。的Dresselhaus型(即允许的批量反转不对称)跳跃项推导并纳入紧束缚模型的杂质网站,他们出乎意料地占主导地位的自旋弛豫,导致自旋弛豫时间与实验值吻合得很好。这一结论是从两个互补的方法来提取自旋弛豫时间从有效的哈密顿量:解析扩散演化计算和数值有限尺寸标度。
2011-02-23 cond-mat.mes-hall
Large spin relaxation anisotropy and valley-Zeeman spin-orbit coupling in WSe2/Gr/hBN heterostructures
大的自旋-轨道邻近效应已经在与过渡金属二硫属化物层界面的石墨烯中被预测。尽管在大载流子密度下发现了增强的自旋轨道耦合的明确证据,但自旋轨道耦合的类型及其弛豫机制仍然未知。我们第一次表明,增加自旋轨道耦合接近石墨烯中的电荷中性点,拓扑状态预计会出现。发现封装在过渡金属二硫属化物WSe $_2$和hBN之间的单层石墨烯表现出优异的质量,迁移率高达100000 cm ^2/V/s。同时,明显的弱反局域化表明了强的自旋-轨道耦合,并发现了由于对称自旋-轨道耦合的存在而导致的大的自旋弛豫各向异性,掺杂相关的测量表明面内自旋的自旋弛豫主要由valley-Zeeman自旋-轨道耦合控制,而内禀自旋-轨道耦合在自旋弛豫中起次要作用.强自旋-谷耦合为探索石墨烯中的自旋和谷自由度提供了新的可能性,实现了自旋操纵的新概念。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
Anisotropic plasmons in a two-dimensional electron gas with spin-orbit interaction
研究了二维半导体结构中自旋轨道耦合引起的等离子体动力学各向异性。线性Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的相互作用极大地影响了等离子体光谱:动力学结构因子在几十年内表现出变化,禁止等离子体在特定方向上传播。虽然这种等离子体滤波使得等离子体动力学中的自旋-轨道耦合的存在是可观察的,但它也为等离子体器件提供了控制工具。值得注意的是,如果两种相互作用的强度相等,不仅各向异性,而且集体响应中线性自旋轨道耦合的所有痕迹都消失了。
2009-02-24 cond-mat.mes-hall
Phonon modulation of the spin-orbit interaction as a spin relaxation mechanism in quantum dots
计算了抛物型InSb量子点中自旋与声子相互作用的自旋弛豫率。我们认为变形势机制是Pavlov-Firsov自旋-声子哈密顿量中占主导地位的电子-声子耦合。通过研究合适的选择磁场和横向点的大小,我们确定的自旋弛豫率可以实际抑制的区域。我们分析了自旋弛豫率随外加磁场和平均量子点半径的变化。由于Dresselhaus贡献的自旋混合的自旋轨道相互作用的影响进行了讨论。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall
Orbital and spin relaxation in single and coupled quantum dots
数值计算了实际材料参数下横向单量子点和双量子点中单电子态的声子诱导轨道和自旋弛豫速率。在不同的场和量子点取向下,计算了作为磁场和点间耦合函数的速率。结果表明,在低磁场下,轨道弛豫是由于形变势声子引起的,而在高磁场下,压电声子占主导地位。由于Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相互作用,单量子点中由压电声子主导的自旋弛豫是高度各向异性的。由于回旋效应对隧穿能量的影响,双量子点中的轨道弛豫随量子点间耦合的变化很大。由于各向异性自旋热点,双点中的自旋弛豫具有额外的各向异性,否则各向异性自旋热点在有用的磁场和点间耦合处引起速率的巨大增强。在平面内磁场(易通道)和垂直的磁场(弱通道)的自旋热点的情况下的条件制定解析为不同的生长方向的底层异质结构。结果表明,容易通道消失(自旋热点再现),如果双点系统失去对称性的xy-样扰动。
2006-04-27 cond-mat.mes-hall
Highly Tunable Spin-Orbit Torque and Anisotropic Magnetoresistance in a Topological Insulator Thin Film Attached to Ferromagnetic Layer
研究了拓扑绝缘体(TI)薄膜和磁性绝缘体混合结构中的自旋-电荷转换现象。我们发现一个各向异性的逆自旋电流效应(ISGE),产生一个高度可调的自旋轨道力矩(SOT)。在准弹道极限下,我们还预测了低掺杂时的巨各向异性磁电阻效应。这些效果,没有对应的厚TI,依赖于同时存在的表面状态和面内磁化之间的杂交。ISGE和AMR都表现出对磁化强度和费米能级位置的强烈依赖性,并且可以用于纳米级的自旋电子学和基于SOI的应用。
2020-11-06 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction and anomalous spin relaxation in carbon nanotube quantum dots
我们研究了电子-晶格相互作用和自旋-轨道相互作用引起的自旋弛豫和退相干,并预测了磁场$B$引起的冲击效应。对于$B$的特定值,发生相消干涉,导致超过数十秒的超长自旋弛豫时间$T_1$。对于小的声子频率$ω$,我们发现了一个$1/\sqrtω$自旋-声子噪声谱-一个新的耗散通道的自旋量子点-这可以减少$T_1$许多数量级。我们发现,纳米管表现出零场能级分裂所造成的自旋轨道相互作用。这使得能够实现自旋的全电和相位相干控制。
2008-06-04 cond-mat.mes-hall
Extrinsic Orbital Hall Effect and Orbital Relaxation in Mesoscopic Devices
Universidade Federal Rural de Pernambuco(巴西联邦农村大学);Pohang University of Science and Technology (POSTECH)(韩国科学技术院);Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas(巴西物理研究中心);Physics Center of Minho and Porto Universities (CF-UM-UP)(米尼奥与波尔图大学物理中心);International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)(伊比利亚纳米技术国际实验室)
本研究利用实空间紧束缚模型数值分析了无序对介观器件轨道输运的影响,发现无序可显著增强正方形器件的轨道霍尔响应(斜散射主导),并在矩形器件中导致轨道电流指数衰减以提取弛豫长度,为下一代轨道电子器件设计奠定基础。
2025-08-12 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation and anticrossing in quantum dots: Rashba versus Dresselhaus spin-orbit coupling
研究了垂直磁场中二维量子点中电子能级的自旋轨道分裂。结果表明,在基态以上的两个最低能级偶然简并时,Rashba自旋-轨道耦合导致能级反交叉和自旋上、下态的混合,而由于Dresselhaus项的存在,这些能级没有混合.我们计算了声子引起的三个最低能级的弛豫时间和退相干时间。我们发现,自旋弛豫率作为一个磁场的函数表现出尖状结构的Rashba,但不为Dresselhaus自旋轨道相互作用。
2005-06-20 cond-mat.mes-hall
Non-monotonic spin relaxation and decoherence in graphene quantum dots with spin-orbit interactions
研究了具有Rashba和自旋轨道相互作用的单电子石墨烯量子点的自旋弛豫和退相干。为了计算自旋弛豫时间T_1和退相干时间T_2,我们利用Schriffon-Wolff变换导出了一个有效的自旋-声子哈密顿量。在该模型中,T_1对外磁场的非单调依赖性的出现归因于Rashba自旋轨道耦合引起的相反自旋态的反交叉。当自旋和轨道弛豫速率在自旋混合能级反交叉附近变得相当时,T_1迅速减小。相反,内禀自旋-轨道相互作用导致自旋弛豫速率的单调磁场依赖性,这仅由直接自旋-声子耦合机制引起。在我们的模型中,我们证明了退相干时间T_2 ~ 2T_1是由电子-声子耦合机制的弛豫过程控制的,直到自旋-轨道相互作用的首阶。此外,我们表明,能量的反交叉也导致了消失的纯自旋退相率为这些国家的超欧姆浴。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall
Control of Spin Relaxation Anisotropy by Spin-Orbit-Coupled Diffusive Spin Motion
利用磁光克尔旋转显微镜研究了(001)GaAs二维电子气中自旋-轨道相互作用下的时空自旋动力学。自旋极化电子从激发位置扩散,由于扩散诱导的自旋轨道场导致自旋进动。在自旋轨道场与外磁场相消附近,自旋进动频率与扩散速度呈非线性关系,这与传统的自旋轨道场与电子速度的线性关系不同,其原因是垂直于扩散方向的电子速度增强了自旋弛豫各向异性.我们证明,自旋弛豫各向异性,这已被视为一个材料常数,可以通过扩散电子运动控制。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall
Curvature-induced spin-orbit coupling and spin relaxation in a chemically clean single-layer graphene
研究材料中与自旋相关的现象需要了解固态系统中导电载流子的有效自旋轨道耦合的精确形式。我们从理论上证明了单层石墨烯中由波纹或周期性波纹引起的曲率产生两种类型的有效自旋轨道耦合。除了先前报道的与亚晶格赝自旋耦合并对应于波纹单层石墨烯中的Rashba型自旋轨道耦合的自旋轨道耦合外,还存在一个不与赝自旋耦合的额外自旋轨道耦合,这是不能从碳纳米管曲率诱导的自旋轨道耦合的延伸中获得的。通过数值计算,我们发现在化学清洁的单层石墨烯中,两种曲率诱导的自旋-轨道耦合对自旋弛豫的贡献是相同量级的.研究了自旋弛豫对薄膜粗糙度的依赖性。
2011-11-29 cond-mat.mes-hall
Phonon modulation of the spin-orbit interaction as a spin relaxation mechanism in InSb quantum dots
计算了抛物型InSb量子点中自旋与声子相互作用的自旋弛豫率。我们认为变形势机制是Pavlov-Firsov自旋-声子哈密顿量中占主导地位的电子-声子耦合。通过研究合适的选择磁场和横向点的大小,我们确定的自旋弛豫率可以实际抑制的区域。我们分析了自旋弛豫率随外加磁场和平均量子点半径的变化。由于Dresselhaus贡献的自旋混合的自旋轨道相互作用的影响进行了讨论。
2008-01-13 cond-mat.mes-hall
Spin-Orbit mediated spin relaxation in monolayer MoS2
我们在两个有效哈密顿量范围内研究了MoS2单分子膜的谷内自旋轨道介导的自旋弛豫。考虑了由于面外反转对称性的破坏而引起的价带的内禀自旋分裂以及类Rashba耦合。我们表明,在空穴掺杂制度,平面外自旋弛豫是不是很有效,因为自旋分裂的价带倾向于稳定在这个方向上的自旋极化。我们得到的自旋寿命大于纳秒,与最近的谷极化实验。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall
Electrical control of spin relaxation in a quantum dot
我们证明了横向量子点中单电子自旋塞曼分裂态之间的自旋弛豫时间T_1的电控制。我们发现弛豫是由自旋-轨道相互作用介导的,并且通过使用栅极电压来操纵点的轨道状态,我们可以改变弛豫速率W=(T_1)^-1超过一个数量级。W对轨道约束的依赖性与理论预测一致,从这些数据中我们提取了自旋轨道长度。我们还测量了W对磁场的依赖性,并证明了自旋轨道介导的耦合到声子是主要的弛豫机制下降到1 T,其中T_1超过1 s。
2007-07-11 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of spin-orbit induced electron spin relaxation in [001] and [111] grown GaAs quantum dots
本文系统地研究了GaAs量子点单电子塞曼子能级间的自旋弛豫各向异性。QD经受面内磁场。随着磁场方向的变化,弛豫率周期性地振荡,显示出弛豫率被抑制几个数量级的“神奇”角度。这种行为在具有不同形状、高度、晶体学取向和外场的量子点中被发现。这些角度的起源可以追溯到哈密顿量的自旋混合项的对称性。在[001]生长的量子点中,Rashba和Dresselhaus自旋轨道项的抑制角是不同的。相比之下,在[111]生长的量子点中,它们是相同的,这应该有助于彻底抑制自旋轨道诱导的弛豫。我们的研究结果表明,立方Dresselhaus条款发挥关键作用,在确定自旋弛豫各向异性,即使在准二维量子点。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit induced hole spin relaxation in InAs and GaAs quantum dots
我们研究了价带自旋轨道相互作用对量子点中空穴的声学声子辅助自旋弛豫的影响。重空穴-轻空穴(hh-lh)混合和所有的自旋-轨道项所产生的锌的体积反转不对称性(BIA)被认为是在一个完全的三维哈密顿量的平等地位。我们发现,在自组装量子点中,hh-lh混合和BIA对空穴自旋弛豫的贡献相当,但BIA在门控量子点中占主导地位。空穴自旋弛豫对量子点几何结构和自旋分裂能的依赖性与电子的依赖性有很大的不同,具有非单调行为,这是SOI项之间相互作用的结果。我们的研究结果调和矛盾的预测以前的理论工作,并与实验相一致。
2013-08-30 cond-mat.mes-hall
Triplet-Singlet Spin Relaxation in Quantum Dots with Spin-Orbit Coupling
我们估计了弱受限量子点中声子辐射辅助下自旋轨道耦合引起的三重态-单重态弛豫速率。我们对两个和四个电子的结果表明,在最近的实验中观察到的不同的三重态-单重态弛豫趋势下磁场可以理解在一个统一的理论描述,作为自旋轨道耦合和声子发射效率之间的竞争的结果。此外,我们表明,这两种效果的限制和外部磁场,这可能会给访问非常长寿的三重态以及选择性人口的三重态塞曼子能级的强度有很大的影响。
2006-10-19 cond-mat.mes-hall
Lattice relaxation of dimer islands on Ge(001) during homoepitaxy by pulsed laser deposition
在低温脉冲生长中,二维岛形成并粗化为约10 nm的特征。由于(2x1)重建的各向异性表面应力的松弛,岛产生明确的位移X射线衍射峰,其中膨胀和收缩存在于正交方向上。松弛进行到多级岛,这表明域在随后的层形成亚稳应力域。我们推断,岛的分布不同于连续沉积,提高人口的monodisperded岛屿表现出各向异性弛豫。
2011-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Decay Dynamics of Photoexcited Aligned Carbon Nanotube Bundles
我们已经进行了偏振相关的超快泵浦-探测光谱的膜对齐的单壁碳纳米管束。考虑到不完美的纳米管排列以及各向异性吸收截面,我们定量确定了明显不同的光漂白动力学的偏振平行和垂直于管轴。对于垂直极化,我们观察到一个缓慢的(1.0-1.5 ps)松弛过程,以前没有观察到在随机取向的纳米管束。我们将这种较慢的动力学归因于纳米管束径向方向上的表面等离子体激元的激发和弛豫。
2006-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci