Spintronic devices on the base of magnetic nanostructures
研究了两种基于磁性纳米结构的自旋电子器件-磁传感器和受外加磁场控制的场效应晶体管。磁传感器是基于注入磁阻效应的。这种效应表现在磁场在GaAs中SiO2（Co）/GaAs界面附近的雪崩抑制中。场效应晶体管在栅极下含有SiO2（Co）膜。研究发现，由于Co纳米颗粒的自旋与电子自旋之间的相互作用，磁场作用导致沟道中电子迁移率发生了很大的变化。
2011-12-08 cond-mat.mes-hall
Origami-based spintronics in graphene
我们发现，周期性折叠的石墨烯片增强的自旋-轨道相互作用，由于曲率效应可以携带自旋极化电流，并在弱磁场的存在下，在电子光谱中的间隙。我们的研究结果表明，这种折纸状结构可以有效地用于自旋电子学应用。
2013-08-14 cond-mat.mes-hall
Interplay of magnetic textures with spin-orbit coupled substrates
本研究探讨了薄膜中磁性织构与衬底的自旋轨道耦合（SOC）相互作用，发现两者对SOC的贡献并非简单相加，通过自旋电子学规范理论、局部电流计算和全局输运分析予以证实，并讨论了其对skyrmionics和拓扑超导性的影响。
2025-05-19 cond-mat.mes-hall
Spintronics with graphene quantum dots
由于其固有的保持自旋相干性的能力，石墨烯是自旋电子学的主要材料。在这篇综述文章中，我们总结了最近的成就，在石墨烯量子点自旋电子学和材料科学的角度来看，激励这一领域。我们专注于理论，但也讨论最近的实验。自旋退相干的主要来源是与晶格激发的相互作用和与当前核自旋的超精细相互作用。我们详细解释了有效的自旋-声子耦合，并给出了自旋弛豫时间T1随磁场变化的一般幂律。对于特定的情况，我们详细讨论自旋弛豫。海森堡交换相互作用对于相干自旋量子比特操作是至关重要的，并且在石墨烯纳米薄片中的磁性的背景下被解决。可以通过几种方法来考虑宿主和周围材料中的核自旋，并且已经详细研究了13 C核的影响。一般自旋电子学和石墨烯器件制造的令人印象深刻的进展可能会在不久的将来引发石墨烯量子点自旋电子学的重大进展。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall
Engineering Schottky Barrier in Black Phosphorus field effect devices for spintronic applications
黑磷（BP）是近年来发现的一种很有前途的二维直接带隙半导体材料。在这里，我们报告的双极场效应晶体管的行为多层BP铁磁隧道接触。通过使用TiO ${_2}$ /Co接触，我们观察到肖特基势垒降低< 50 meV，这可以通过栅极电压进一步调节。突出地，在BP器件中实现了良好的晶体管性能，其中漏极电流调制在四到六个数量级上。在室温下，空穴和电子的载流子迁移率分别为$\sim$ 155和0.18 cm ${^2}$ V ${^{-1}}$ s ${^{-1}}$.此外，磁阻计算表明，与施加的栅极电压的BP设备的电阻是在适当的范围内注入和检测自旋极化的空穴。我们的研究结果表明，工程BP nanolayered器件的有效的纳米电子和自旋电子学应用的前景。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall
Electrically Switchable Spintronics in a Multiferroic Altermagnet
Universidad de Chile（智利大学）；Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥智利大学）
该研究提出的二维晶格模型可通过外电场同时调控非共线磁有序、电极化与自旋极化输运，为结合补偿磁体优势与铁电低功耗架构的下一代自旋电子器件提供了物理蓝图。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall
Spin polarization control by electric stirring: proposal for a spintronic device
我们提出了一种自旋电子器件，通过纯电的方式在介观区域产生自旋极化。我们表明，自旋霍尔效应与搅拌效应相结合，足以诱导可测量的自旋极化在一个封闭的几何形状。我们的器件结构不需要施加磁场、外部辐射或铁磁引线，并且可以在标准半导体材料中实现。
2009-07-27 cond-mat.mes-hall
Spintronic magnetic anisotropy
磁性吸附原子和分子在纳米尺度应用中的一个有吸引力的特征是它们的超顺磁性，即它们的自旋沿易磁化轴的优选排列，防止不希望的自旋反转。潜在的磁各向异性势垒--四极能量分裂--是由自旋轨道相互作用在内部产生的，现在可以通过电子输运来探测。在这里，我们预测，在一个更广泛的类的量子点系统的自旋大于一半，超顺磁性可能会出现没有自旋轨道相互作用：通过连接铁磁体的自旋电子交换场的四极性质的本地生成。它可以在电导测量中观察到，并且令人惊讶地导致增强的自旋过滤，即使在具有零平均自旋的状态下。类似于自旋电子偶极交换场，负责本地自旋扭矩，效果是易受电控制，并增加隧道耦合以及自旋极化。
2014-07-20 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field controlled organic spintronic memristor for neural network computation
本研究提出一种基于LSMO/PVDF/Co异质结构的有机自旋电子忆阻器，通过电场和磁场调控突触可塑性，并在CNN模拟中提升识别精度与训练稳定性，适用于低功耗神经形态计算。
2025-10-27 cond-mat.mes-hall
Integer, fractional and side band injection locking of spintronic feedback nano-oscillator to microwave signal
在这篇文章中，我们演示了最近展示的自旋电子反馈纳米振荡器注入锁定微波磁场在整数倍以及分数倍的自振荡频率。反馈振荡器具有延迟作为新的自由度，这对于基于自旋转移力矩的振荡器是不存在的，这引起了与主峰一起的侧峰。我们表明，它也可以锁定振荡器的边带峰值，这开辟了一个新的途径，锁相振荡器与大的频率差。我们观察到，对于低驱动场，边带锁定提高了主峰的品质因数，而对于较高的驱动场，主峰被抑制。此外，在两个视场角的测量提供了一些洞察振荡轨道的对称性在确定分数锁定的作用。
2017-11-02 cond-mat.mes-hall
Proposal for a spintronic femto-Tesla magnetic field sensor
我们提出了一种自旋电子磁场传感器，形成了量子线，这可能是能够检测非常弱的磁场的灵敏度为~ 1毫微微特斯拉每根赫兹在4.2 K的温度和~ 80毫微微特斯拉每根赫兹在室温下。这种传感器可应用于磁力测量、量子计算、固态核磁共振、脑磁图、地雷探测、地面入侵探测和反潜战。
2004-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong spintronic magnetoelectric effect in layered magnetic metamaterial
结果表明，由于自旋相关的电子再分布和互电容，外磁场或磁化会引起微观孤立的磁性/非磁性混合结构的电极化的强度.磁电效应可以非常强，例如在紧密填充空间的$100$ $÷$ $10$纳米结构的情况下，在仅为$1.5$特斯拉的恒定磁场下，电极化的强度的变化到达$100$ $μC/m^{2}$，从而构成超材料。这种效果不需要使用外来化合物。基于所获得的结果，我们提出了一些建议，为今后的实验设计。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall
Topological Dirac Spin-Gapless Materials -- New Horizon for Topological Spintronics Without Spin-Orbit Interaction
本研究预测反铁磁锯齿形蜂窝结构中存在自旋无能隙能谷过滤手性边缘态，可通过电场调控实现拓扑开关，为无自旋轨道相互作用的拓扑自旋电子学提供新方向。
2022-09-13 cond-mat.mes-hall
Spintronics in MoS_2 monolayer quantum wires
本文对MoS_2单层扶手椅型量子线和量子点中的自旋效应进行了解析和数值研究。由电场引起的内禀和Rashba自旋轨道相互作用之间的相互作用导致螺旋模式，从而在时间反演不变系统中引起自旋过滤。Rashba自旋轨道相互作用也可以通过空间变化的磁场产生。在这种情况下，系统可以处于具有几乎完美的自旋极化的螺旋状态。如果这样的量子线被带到接近s波超导体，系统可以被调谐到拓扑相，导致在线端的中隙马约拉纳费米子。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall
Silicene Spintronics
自旋电子学涉及对固态系统中自旋自由度的主动控制和操纵的研究。石墨烯的自旋分辨特性激发了众多研究人员对石墨烯和其他二维材料的自旋电子学进行研究。硅烯是石墨烯的硅类似物，被认为是一种很有前途的自旋电子学材料。本文综述了硅烯的自旋相关性质，包括电场和交换场可调的拓扑性质以及相应的自旋电子器件模拟的理论进展。
2015-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An alternate spintronic analog of the electro-optic modulator
在Datta和Das [Appl.Phys.Lett.，\underline{56}，665（1990）]。在他们的调制器中，自旋极化电流的“调制”是通过用栅极电压调谐Rashba自旋-轨道相互作用来实现的。在这里，我们提出了一个类似的调制器，其中的调制是通过调整Dresselhaus自旋轨道相互作用代替。后者的优点在于，与Datta-Das设备的情况不同，通道中没有磁场。这可以显著增强调制器性能。
2004-04-14 cond-mat.mes-hall
Power dissipation in spintronic devices: A general perspective
自旋电子学的拥护者经常声称，与传统的基于电荷的电子器件相比，基于自旋的信号处理器件将大大提高速度和/或降低功耗。然而，今天还没有一个自旋电子器件可以证明这一说法。在这里，我表明，没有自旋电子器件克隆传统的电子器件，如场效应晶体管和双极结型晶体管，可能会显着降低功耗。为了实现这一点，基于自旋的器件必须放弃通过电荷的物理运动来切换状态的晶体管范例，而是通过翻转固定电荷的自旋来切换状态。这种方法的一个实施例是10多年前提出的单自旋逻辑思想。在这里，我重新审视了这一想法，并提出了开关速度和功耗的估计。我表明，单自旋开关是远远优于自旋场效应晶体管（或任何克隆）的功耗。我还介绍了矩阵元素工程的概念，这将允许一个开关设备，而不提高和降低逻辑状态之间的能量障碍，从而规避了能量耗散的kTln 2限制。最后，我简要讨论了经典可逆（绝热）逻辑的单自旋实现。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall
Symmetries of quantum transport with Rashba spin-orbit: Graphene spintronics
在具有Rashba自旋-轨道相互作用的平面器件中缺乏一些空间对称性，这使得在没有外部磁场或磁性杂质的情况下产生自旋极化电流成为可能。我们研究了电流的自旋极化方向如何与器件的空间对称性有关。作为这些关系的一个例子，我们数值研究了石墨烯纳米带中的自旋分辨电流。不同的配置进行了探索和分析，以证明石墨烯纳米片可以用作优良的自旋电子器件在全电设置。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Spintronic devices from bilayer graphene in contact to ferromagnetic insulators
石墨烯基材料由于其潜在的大自旋相干长度而显示出自旋电子学应用的前景。另一方面，由于它们的小的内在自旋-轨道相互作用，需要外部磁源来执行自旋操纵。由于石墨烯的平坦性质，与铁磁绝缘体（FI）表面的邻近相互作用似乎是将磁性引入石墨烯的自然方式。利用双层石墨烯与FI耦合的独特的电子性质，我们表明，在实验可行性的参数范围内，可以设计出非常有效的门可调自旋旋转器和自旋过滤器。我们还分析了自旋场效应晶体管中两个自旋电子构建块的组成。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall
Cavity Spintronics: An Early Review of Recent Progress in the Study of Magnon-Photon Level Repulsion
光-物质相互作用是凝聚态物理的核心，它提供了对材料行为的物理洞察，同时使新设备的设计成为可能。也许这在推动量子信息和自旋电子技术的发展中最为明显。在量子信息方面，工程化的光-物质相互作用提供了访问和控制量子态的强有力手段，同时对自旋光子操纵的新见解将有利于自旋电子学技术的发展。在这种背景下，最近发现的铁磁体和腔光子之间的杂化，在量子信息和自旋电子学的十字路口迎来了一个新时代的光物质探索。在这个快速发展的腔自旋电子学领域中，关键的角色是准粒子，即腔磁振子极化子。在这个早期的审查最近的工作，腔磁振子极化激元的基本行为进行了总结，并与新的自旋电子应用的发展。在过去的几年里，已经发展了一个全面的自旋光子杂化理论框架。在一个直观的水平上，许多功能可以通过耦合振荡器的模型来描述，然而，杂交的起源只能通过考虑一个全面的电动力学框架来揭示。在这里，这两种方法进行了总结，并概述了使用的输入输出形式主义的量子描述。在此基础上，对自旋光子耦合系统进行了深入的实验研究。例如，已经揭示了杂化对自旋电流产生的影响，并且已经开发了几种原位耦合控制机制。这一领域的许多最新进展只是腔自旋电子学光明前景的第一步。
2018-11-26 cond-mat.mes-hall
Electric-Field-Controlled Antiferromagnetic Spintronic Devices
近年来，反铁磁自旋电子学领域取得了实质性的进展。电场控制是通过抑制焦耳热来实现超低功率自旋电子器件的一种很有前途的方法。本文综述了近年来反铁磁自旋电子器件的研究进展，包括利用应变、离子液体、电介质材料和电化学离子迁移对反铁磁自旋电子器件进行电场调制。各种新兴的主题，如尼尔自旋轨道力矩，手征自旋电子学，拓扑反铁磁自旋电子学，各向异性磁阻，存储器件，二维磁性，和磁离子调制反铁磁体进行检查。总之，我们设想了实现高质量的室温反铁磁隧道结，反铁磁自旋逻辑器件和人工反铁磁神经元的可能性。预计这项工作提供了一个适当的和前瞻性的视角，将促进这一领域的快速发展。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Emergent electric field induced by current-driven domain wall motion in a room-temperature antiferromagnet FeSn2
本文在室温反铁磁体FeSn2中首次证实电流驱动反铁磁畴壁运动可产生涌现电场，该响应随样品尺寸减小而增强且对磁场鲁棒，为纳米尺度量子自旋电子器件发展奠定基础。
2023-12-04 cond-mat.mes-hall
Topological-Insulator and Spintronic Boundary Electrodynamics for MRI RF Coils: A Theoretical Framework for Loss, Noise, and Reciprocity
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文提出了一种理论框架，利用拓扑绝缘体和自旋电子学特性，改进MRI射频线圈的电磁学模型，以减少损耗、改变噪声机制并实现非互易性响应。
2025-12-16 cond-mat.mes-hall
Solid state Stern-Gerlach spin-splitter for magnetic field sensoring, spintronics, and quantum computing
我们证明了二维拓扑绝缘体的边缘可以用来构造固态Stern-Gerlach自旋分裂器。通过用磁通量穿过这样的Stern-Gerlach装置，引入Ahranov-Bohm类干涉效应。使用铁磁引线，该装置可用于测量磁通量和作为自旋电子学开关。利用普通的金属引线，可以实现可切换的自旋电子学非门。此外，我们表明，这样的设备的序列可以用来构建一个单量子位$SU(2)$门，通用量子计算机所需的两个门之一。场灵敏度或开关场$b$与器件特征尺寸$r$至$b = \frac{\hbar}{qr^2}$相关，其中$q$是电荷的单位。
2015-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Development of large scale CVD grown two dimensional materials for field-effect transistors, thermally-driven neuromorphic memory, and spintronics applications
本研究优化盐辅助CVD法合成二维TMDCs，提出无腐蚀转移技术，制备出高性能场效应晶体管、多级神经形态存储器，并结合理论模拟探究其在自旋电子学的应用，推动二维材料用于下一代电子器件。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall
Biaxial magnetic field setup for angular magnetic measurements of thin films and spintronic nanodevices
设计并提出了一种用于薄膜和自旋电子器件角磁测量的双轴磁场装置。该设置允许使用四极电磁体施加平面内磁场，该四极电磁体由电源单元控制并与电磁体双轴磁场传感器集成。此外，探针台还配备了微波电路，可以进行角分辨自旋扭矩振荡测量。作为实验装置的操作验证，在巨磁电阻条的磁阻和自旋二极管效应的角度依赖性。我们采用了一个分析宏观自旋模型来重现电阻和自旋二极管的角度依赖性测量。
2017-08-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin interferometry with electrons in nanostructures: A road to spintronic devices
半导体纳米结构中电子的波动性质导致类似于相干光所表现出的空间干涉效应。自旋-轨道耦合的存在使得自旋空间和真实空间中的干涉相互依赖，使得可以通过解决其轨道自由度来操纵电子的自旋状态。这表明了光学干涉仪的电子模拟物作为新自旋电子学设备蓝图的实用性。我们证明了这个概念的有用性，使用马赫-曾德尔干涉仪作为一个例子。它的自旋相关的模拟实现了一个自旋控制的场效应晶体管没有磁性接触，并可用作量子逻辑门。
2004-10-01 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric response of spin polarization in Rashba spintronic systems
基于最近在Rashba半导体BiTeX（X=Cl，Br，I）表面附近发现的强自旋轨道耦合二维电子气，利用弹性散射线性化Boltzmann方程的精确解，计算了二维Rashba模型中自旋极化的热电响应.当费米能级$E_{F}$低于能带交叉点时，我们发现非Edelstein电场诱导的自旋极化在$E_{F}$中是线性的。我们发现当$E_{F}$位于能带交叉点附近时，由温度梯度和电场引起的自旋极化之间的Mott关系被显著打破。当温度趋于零时，温度梯度诱导的自旋极化消失。这些结果不同于以往的弛豫时间近似。
2016-01-17 cond-mat.mes-hall
Concepts of antiferromagnetic spintronics
反铁磁自旋电子学是一个新兴的研究领域，其重点是反铁磁序参量的电学和光学控制及其在信息技术器件中的应用。最近发现的新概念的一个例子是内尔自旋轨道力矩，它允许反铁磁序参量由普通微电子电路中的电流控制。在这篇综述中，我们讨论了反铁磁体作为自旋电子学的活性和支撑材料的效用，反铁磁自旋电子学与其他现代研究领域的相互作用在凝聚态物理，以及它在未来的实用程序“超过摩尔”的信息技术。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards fully two-dimensional spintronic devices
在自旋电子学领域内，主要的努力是针对开发完全由二维（2D）材料制成的基于自旋的传输器件的应用。在这项工作中，我们提出了一个实验实现的自旋阀设备的自旋信号的产生是专门归因于自旋相关的导电性的磁性石墨烯从层间反铁磁体，CrSBr附近。我们清楚地表明，当采用石墨烯/CrSBr异质结构时，可以完全避免使用常规的3D磁接触，其通常是空气敏感的并且与实际技术不相容。此外，除了提供特别长的自旋弛豫长度之外，石墨烯用于自旋的产生和传输允许自动避免源极和沟道电路之间的电导率失配，这在使用常规低电阻接触时必须考虑。我们的研究结果解决了一个必要的步骤，在工程中的自旋电子电路的分层材料，并在该地区的复杂自旋逻辑器件的进一步发展。此外，我们还介绍了一种制造过程，在该过程中，我们设计并实施了一种通过无损伤技术制备电极的配方，该技术在空气敏感和精细有机材料领域具有直接优势。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall
Nonlinear analog spintronics with van der Waals heterostructures
目前使用电子自旋的自旋电子器件依赖于自旋注入、传输和检测过程的线性操作。自旋电子器件中非线性的存在对于基于自旋的复杂信号处理操作是必不可少的。在这里，我们第一次证明了存在的电子自旋相关的非线性自旋电子器件，并通过非局域自旋阀和Hanle自旋进动测量测量高达4次谐波自旋信号。我们展示了它的应用程序，模拟信号处理的纯自旋信号，如幅度调制和外差检测操作，需要作为一个重要的元素非线性。此外，我们表明，在自旋信号的非线性的存在下，能量依赖的电导率诱导的非线性自旋-电荷转换效应的放大效应。自旋输运通道中两种自旋相关非线性效应的相互作用导致了在不使用铁磁体的情况下对自旋信号的高效检测。这些效应在4K和室温下测量，并且适合于它们在高级自旋电子学和基于自旋的神经形态计算领域中作为非线性电路元件的应用。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall
Spintronic Oscillator Based on Magnetic Field Feedback
提出了一种基于磁隧道结的自旋电子振荡器的电路设计。在这种设计中，直流电流通过磁性隧道结，该磁性隧道结连接到其下方的反馈线。MTJ的自由层的磁化方向的任何波动都会驱动波动电流通过反馈线，反馈线在自由层上施加磁场。这又可以放大自由层的磁化波动。如果通过MTJ的直流电流大于临界值，则磁化的连续旋进状态是可能的。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current response to axial gauge fields in noncentrosymmetric magnetic Weyl semimetals
本文研究非中心对称磁性Weyl半金属中轴向规范场的电流响应，发现横向与霍尔响应相当且具有与规范势无关的峰值，并提出霍尔型磁压电效应及电场激发磁振子的机制。
2025-04-15 cond-mat.mes-hall
Spintronics in antiferromagnetic helix: A new prescription
本研究首次发现无电场时反铁磁螺旋结构（不同格点磁矩强度非均匀）可实现高度自旋极化，通过格林函数计算验证，为零净磁化磁系统无电场自旋选择性开辟新方向。
2025-11-18 cond-mat.mes-hall
Template nanowires for spintronics applications: nanomagnet microwave resonators functioning in zero applied magnetic field
为了将自旋电子学的概念应用到实际的工业应用中，需要在零外加磁场下工作的低成本自旋电子器件。在这里，我们提出了第一个微波测量纳米磁体设备内的多孔膜电沉积制造。本文详细讨论了一种由三块纳米磁体组成的微波谐振腔，该谐振腔工作在零外磁场中。通过施加特定频率的微波信号，中间纳米磁体的磁化经历铁磁共振（FMR），并且该器件输出可测量的直流电流（自旋扭矩二极管效应）。或者，纳米器件可以用作在零场中起作用的微波振荡器。为了在微波频率下测试谐振器，我们开发了一种简单的测量装置。
2008-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monopole and Topological Electron Dynamics in Adiabatic Spintronic and Graphene Systems
提出了一种统一的理论处理来描述半导体和石墨烯系统中的电子动力学物理。电子自旋与塞曼磁场（物理的或有效的）的快速对齐被视为绝热自旋演化的一种形式，它必然会在磁空间中产生自旋。人们可以将这种磁场变换成有用动量（K）或实空间（R）中的物理和直观的拓扑磁场。与自旋霍尔、转矩、振荡和其他技术上有用的旋量效应相关的电子动力学物理可以从自旋电子、石墨烯和其他SU（2）系统中的拓扑磁场中推断出来。
2009-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Perspective: Ultrafast magnetism and THz spintronics
今年是激光脉冲飞秒退磁的发现20周年。Bigot及其同事的这一里程碑式的工作首次以非常直接的方式深入了解了连接自旋和电子系统的微观相互作用的时间尺度。虽然过去这一领域的激烈讨论是由于这一过程的复杂性而引起的，但现在很明显，这是一个由许多不同部分组成的难题。而不是给出一个概述，已在铁磁体的超快过程的以前的评论，这种观点将表明，与我们目前的知识深度的第一个真正的应用是他们的方式：太赫兹自旋电子学和全光自旋操纵变得越来越可行。这种观点的目的是指出我们可以在哪里连接20多年来收集的不同理解的拼图，以开发新的应用程序。基于大量实验中的许多观察。理论模型的差异源于铁磁性的定域和非定域性质。输运效应在自旋电子器件和界面处本质上是非局域的。我们回顾了多尺度建模的需要，以解决从电子激发的自旋系统的皮米长度尺度和亚飞秒时间尺度上的过程，自旋波的产生，并对建模的超快相变，完全确定的铁磁系统的响应时间。今天，我们目前的理解产生了超快自旋物理学在超快磁控制中的第一个实际应用：太赫兹自旋电子器件。这使得超快自旋动力学领域成为目前许多研究人员的一个新兴课题。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced diversified magnetic states and electrically-controllable spin polarization in bilayer graphene: Towards layered spintronics
与单层石墨烯相比，Bernal堆叠的双层石墨烯（BLG）中的电子具有额外的层自由度，这为在邻近感生磁性的帮助下开发{ \it层状自旋电子学}提供了平台。基于一个有效的唯象模型，我们系统地研究了这种磁性对费米能级附近自旋相关的能带结构的影响，并确定了BLG中由接近磁体引起的磁相.我们表明，自旋极化可以在BLG由于这种邻近效应。这种自旋极化强烈地依赖于磁性的层分布，并且总是可以通过使自旋相关的带边移位并且修改总带隙的栅极电压来控制。我们进一步表明，带自旋极化可以修改的邻近诱导的交错子晶格势。通过充分利用BLG中的层相关磁性，我们提出自旋过滤器、巨磁阻器件和自旋二极管等自旋电子器件可以在全电控下工作，这比普通的磁场控制更容易。
2022-09-25 cond-mat.mes-hall
Electric-Field Control of Magnetic Order: From FeRh to Topological Antiferromagnetic Spintronics
使用电场而不是电流（或磁场）来定制磁性材料的电子特性对于实现超低能耗存储器件是有希望的，因为焦耳热的抑制，特别是当器件被缩放到纳米尺度时。综述了近年来在多铁性异质结构中通过电场控制的磁相变实现的变磁性金属间化合物FeRh的巨磁化强度和电阻率调制的研究结果。此外，该方法被扩展到拓扑反铁磁自旋电子学，这是目前受到关注的磁学社会，反铁磁序参量已经能够来回切换一个小的电场。最后，我们展望了通过电场方法在新兴的拓扑反铁磁自旋电子学领域中操纵奇异物理现象的可能性。
2018-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Superconductor spintronics: Modeling spin and charge accumulation in out-of-equilibrium NS junctions subjected to Zeeman magnetic fields
本文研究了在塞曼磁场存在下，当超导体与铁磁体或正常金属之间的结在外加偏压下脱离平衡时，结中自旋和电荷的积累。考虑到所有自旋分辨的可能隧穿过程，我们写下了这种结中自旋和电荷电流的最一般形式。我们利用这些形式来计算的自旋积累在NS结受到直流偏置，和交流偏置，正弦或矩形。我们观察到，在超导能隙变化可忽略的范围内，NS动态电导对自旋不平衡不敏感。因此，为了探测超导体中的自旋积累，需要分离注入点和检测点，即。e.电自旋检测必须是非局部的。我们还解决的自旋积累的影响，通过驱动自旋电流和它的影响，在超导体中的自旋积累的检测诱导在正常的引线。最后，我们研究了SC的非平衡自旋磁化率，我们发现它大大偏离了它的平衡值。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall
Novel Magnetic Materials for Spintronic Device Technology
本章探讨了新型磁性材料在自旋电子学中的关键作用，详细介绍了多种材料的性质、制备与表征方法，及其在存储、振荡器和类脑计算等领域的应用与未来发展方向。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of oblique-field magnetoresistance from spin centers in three-terminal spintronic devices
我们提出了一个一般的随机Liouville理论的电输运通过一个单一的缺陷的自旋0到自旋1/2的过渡通过顺序跳跃发生在两个导体之间的障碍。我们发现类似于汉勒功能（伪汉勒功能），起源于泡利阻塞没有自旋积累的磁导率，并预测缺陷的自旋的演变修改传统的汉勒响应，产生一个反转的汉勒信号从自旋中心的演变。我们建议在斜磁场的研究，将明确地确定，如果一个磁导结果从自旋中心辅助运输。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Half-Metallic Silicene and Germanene Nanoribbons: towards High-Performance Spintronics Device
通过第一性原理计算，我们预测了面内均匀电场可以在氢封端的锯齿形硅烯和锗烯纳米带（ZSiNRs和ZGeNRs）中诱导半金属性.双栅有限ZSiNR器件显示出高达99%的近乎完美的自旋过滤器效率，而四栅有限ZSiNR器件作为有效的自旋场效应晶体管（FET），从从头算量子输运模拟的开/关电流比超过100。这一发现为硅烯和锗烯在自旋电子学中的应用开辟了新的前景。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A spintronic source of circularly polarized single photons
我们提出了一种发射圆偏振光的自旋电子单光子源，其中螺旋度由施加的磁场决定。光子从电操作自旋发光二极管内的InGaAs量子点发射，所述电操作自旋发光二极管包括稀磁半导体ZnMnSe。发射光的圆偏振度高，在外加磁场为2T时达到83%，在外加磁场为6T时达到96%。在脉冲工作模式下记录的自相关迹线证明了发射光是反聚束的。这两个圆偏振态可以用来表示量子态|0>和|1>量子密码学实现。
2011-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient Spintronic THz Emitters Without External Magnetic Field
本研究通过斜角沉积非磁性底层增强铁磁层单轴磁各向异性，使自旋电子太赫兹发射器无需外部磁场即可稳定发射，为无场太赫兹辐射源开发提供新途径。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Correlation of interface transmission in THz spintronic emitters with spin mixing conductance in spin pumping experiments
太赫兹自旋电子学是自旋电子学研究领域中的一个新方向，它将磁学、光学物理和超快光子学结合起来。该领域的实验方案涉及使用飞秒激光脉冲来触发由铁磁（FM）和非磁性（NM）薄膜组成的双层膜中的超快自旋和电荷动力学，其中NM层具有强自旋轨道耦合。太赫兹自旋电子发射器的关键技术和科学挑战是增加其强度和频率带宽。为了实现这一点，需要控制辐射源，即超快自旋电流的传输。然而，从FM到NM层的自旋电流的转移是高度界面敏感的效应。在这项工作中，我们研究了通过界面的自旋电流传输的性质，测量太赫兹发射的强度，并将其与有效自旋混合电导进行比较，这是通过界面的自旋电流传输中的关键概念之一。结果表明，自旋混合电导的界面具有较高的外延程度类似的太赫兹发射的改善增强。自旋混合电导和太赫兹辐射之间的比例关系可以定义自旋电子太赫兹发射器的工程发射的新方向。
2020-08-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Superconducting Spintronics
结合自旋电子学和超导性的传统研究主要集中在自旋极化准粒子注入超导材料。然而，超导和磁序之间的完全协同作用被证明是可能的，通过创建自旋三重态库珀对，这是在精心设计的超导体与铁磁材料的界面上产生的。目前，有密集的活动集中在确定材料组合，合并超导和自旋电子学，以提高设备的功能和性能。结果看起来很有希望：例如，超导有序可以大大增强自旋电子学中中心效应，如自旋注入和磁阻。在这里，我们回顾了在这一领域的实验和理论进展，并提供了未来的挑战，超导自旋电子学的前景。
2015-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Neuromorphic Spintronics
University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）
本研究介绍神经形态计算与自旋电子学两大领域，提出融合二者的神经形态自旋电子学方向，列举基于涨落的计算、人工神经网络、储备池计算等实例，展现其革新计算效率与功能的潜力。
2024-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Power dissipation in spintronic devices out of thermodynamic equilibrium
估计了自旋电子计算中功率耗散的量子极限。考虑了一种由量子点中的单电子组成的计算元件。由于外部磁场和与相邻点的相互作用，其自旋的动力学通过布洛赫方程描述。自旋弛豫由于磁噪声从各种来源被描述为耦合到一个水库。由此产生的能量耗散的计算和示出的是远低于热限制，~kT每比特，如果自旋弛豫的速率远低于开关速率。提供了如何设计节能自旋电子器件的线索。
2006-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic Field Gated and Current Controlled Spintronic Mem-transistor Neuron -based Spiking Neural Networks
本文提出磁场门控电流控制的自旋电子忆阻晶体管LIF神经元，集成于SNN和CSNN，在MNIST和FMNIST数据集上实现超96%分类准确率，展现神经形态计算潜力。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Method of dynamic resonance tuning in spintronics of nanosystems
提出了一种快速调节磁性纳米系统磁化方向的方法。这种系统的例子是极化纳米结构、磁性纳米分子、磁性纳米团簇、磁性石墨烯、偶极和旋量捕获原子以及量子点。本文的重点是磁性纳米分子和纳米团簇。该方法基于两个主要的设计：首先，磁性样品被放置在谐振电路的线圈内，产生反馈场，第二，存在可以变化的外部磁场，以便在样品磁化的运动期间动态地支持样品的塞曼频率和电路的固有频率之间的谐振。这种方法可以应用于存储器件和其他自旋电子器件的生产。
2022-10-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Hanle effect missing in a prototypical organic spintronic device
我们研究了典型的有机自旋电子巨磁电阻（GMR）器件La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）/tris（8-hydroxyquinoline）（Alq 3）/AlOx/Co中的自旋进动（Hanle效应）。在从器件平面以不同角度扫描磁场的测量中没有观察到Hanle效应。作为可能的解释，我们讨论了倾斜出平面的磁化的电极，异常高的流动性或热点。我们的研究结果要求更好地了解自旋注入和运输在这样的设备。
2012-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-phonon interactions in magnon spintronics
本文综述了磁子自旋电子学中磁子-声子相互作用的研究，涵盖从相干磁子与表面声波耦合到热梯度中磁子超流形成的广泛现象，并强调磁子在自旋热输运中的关键作用。
2020-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Spin-polarized supercurrents for spintronics: a review of current progress
在过去的15年中，出现了一个新的领域，它结合了超导性和自旋电子学，其目标是通过提供远程自旋极化超电流的可能性，为结合两者优点的新型应用设备铺平道路。这种超电流将宏观量子相干性与微观交换相互作用、自旋选择性和自旋输运结合起来，为基础物理学的研究奠定了富有成果的基础。这份报告遵循了在铁磁体中控制产生长距离等自旋三重态超电流的最新进展及其对自旋电子学的贡献。在超导体-铁磁体混合结构中，相互邻近引起的有序修改以自然的方式引入了诸如三重态超导性、奇频配对、Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov配对、长程等自旋超电流、$π$ -约瑟夫森结以及长程磁邻近效应等回避现象。所有这些效应在2000年之前都是相当奇特的，当时纳米纤维和材料控制的改进允许混合结构的新质量。在开创性理论研究的指导下，实验进展迅速，自2010年以来，三重态超电流被常规地产生和观察到。我们已经进入了一个新的阶段，研究以前我们无法触及的物质的新阶段，并将迄今为止完全不同的超导和自旋电子学领域合并为一个新的研究方向：超自旋电子学。
2016-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
