Transport through an Anderson impurity: Current ringing, non-linear magnetization and a direct comparison of continuous-time quantum Monte Carlo and hierarchical quantum master equations
我们给出了一个详细的比较的层次量子主方程（HQME）方法的连续时间量子蒙特卡罗（CT-QMC）的方法，评估这些数值精确的计划在实际的非平衡计算杂质求解器的可用性。我们回顾的方法的主要特点，并讨论了相关的数值工作的缩放。我们证实了我们的讨论与明确的数值结果的非平衡输运性质的一个单一的网站安德森杂质。HQME方案的数值努力与模拟时间成线性比例，但随着温度的降低而增加（最坏的指数）。相比之下，CT-QMC在短时间内受温度的限制较少，但通常情况下，更长时间的成本也是指数级的。在建立了HQME方案的数值精确性之后，我们用它来阐明不同的方式来诱导通过杂质的初始动力学的传输的影响，讨论相干电流振荡的现象，称为电流振铃，并解释作为竞争加宽效应的结果的稳态磁化的非单调温度依赖性。我们还阐明了显着的非线性磁化动力学，它出现在中间的时间尺度上的存在下，一个不对称的耦合到电极。
2015-08-27 cond-mat.mes-hall
Magnetizations and de Haas-van Alphen oscillations in massive Dirac fermions
我们从理论上研究了狄拉克费米子磁化强度与磁场、温度和能带隙的关系。我们使用zeta函数正则化得到的热力学势的解析表达式，从强场/低温和弱场/高温极限的石墨烯的磁化强度计算。进一步考虑了杂质对石墨烯轨道极化率的影响，推广了上述结果。特别是，我们表明，在杂质的存在下，磁化率遵循的标度律，可以近似的Faddeeva函数。在大量狄拉克费米子的情况下，我们表明，一个大的带隙给出了一个强大的磁化相对于温度和杂质。在掺杂的狄拉克费米子中，我们讨论了带隙与de Haas-van Alphen效应的周期和振幅的关系。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall
Quantum-impurity sensing of altermagnetic order
Institut de Science et d’Ingénierie Supramoléculaires (ISIS, UMR7006), Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学超分子科学与工程学院）；Institut für Physik, Johannes Gutenberg Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）；Department of Physics, Texas AM University（德克萨斯农工大学物理系）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Department of Physics, The State University of New York at Buffalo（纽约州立大学布法罗分校物理系）
利用单个自旋缺陷进行量子传感，可探测凝聚态系统的微观性质。本文展示NV中心在钻石中通过量子弛豫率揭示交替绝缘体的各向异性自旋动力学及其特征自旋极化带。
2026-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effective Equations for the Precession Dynamics of Electron Spins and Electron-Impurity Correlations in Diluted Magnetic Semiconductors
从稀磁半导体中自旋动力学的量子动力学理论出发，我们推导出简化的方程，有效地描述了任意初始杂质磁化的载流子和磁性杂质之间的自旋转移。取这些有效方程的马尔可夫极限，我们得到了很好的定量协议与全量子动力学理论的自旋动力学在高磁掺杂体系统。与此相反，标准速率的描述，其中的载流子-掺杂剂的相互作用是根据费米的黄金法则，这涉及到一个短的记忆以及微扰的参数的假设处理，已被证明以前失败，如果杂质磁化是非零的。推导出有效方程的马尔可夫极限，假设只有一个短的记忆，而高阶项仍然占。这些高阶项表示由于杂质自旋而导致的有效磁场中载流子-掺杂剂相关性的旋进。数值计算表明，我们的有效方程的马尔可夫极限很好地再现了全量子动力学理论的结果。此外，该限度允许分析解决方案和物理透明的解释。
2014-12-18 cond-mat.mes-hall
Numerically Exact Long Time Magnetization Dynamics at the Nonequilibrium Kondo Crossover of the Anderson Impurity Model
我们研究的动态和稳态自旋响应的非平衡安德森模型的磁场，偏置电压和温度使用的数值精确的方法相结合的粗线量子Monte Carlo技术与记忆函数形式主义。我们得到收敛的结果在一系列以前无法访问的制度，特别是交叉到近藤域。我们提供了详细的预测新的非平衡现象，包括非单调的温度依赖性的高偏置电压和振荡淬火动力学在高磁场的可观的。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnonics in collinear magnetic insulating systems
在过去的几十年里，共线磁绝缘系统已成为一种有前途的节能信息载体。它们的基本集体自旋激发，即，磁振子可以绕过由金属基器件中的电子散射引起的焦耳热效应而长距离传播。这篇指导性文章介绍了共线磁绝缘系统中磁振子研究的理论和实验进展。我们首先概述了铁磁和反铁磁系统中自旋波的量子理论，并讨论了它们的量子统计。我们回顾了耦合相干和非相干自旋动力学的自旋和热输运现象以及磁激发和晶格自由度之间的相互作用。最后，我们向读者介绍了两个实验探针的磁化动力学，自旋输运和NV中心弛豫设置的关键成分，并讨论了相关的实验结果概述的理论。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall
Impurity-induced Friedel oscillations in altermagnets and $p$-wave magnets
本研究通过杂质诱导的弗里德尔振荡，揭示了交变磁体与p-波磁体的自旋劈裂特征，为隧穿探针表征提供了新方法。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall
Local moment formation in bilayer graphene
双层石墨烯（BLG）由于其子晶格的空间不均匀性的局部性质是感兴趣的。我们应用安德森杂质模型来研究磁性杂质吸附在BLG不同子晶格上的局域磁矩形成。我们发现杂质吸附在A和B亚晶格上的磁化强度有不同的特征。吸附在A亚晶格上的杂质即使在费米能级以上，在位库仑能很小的情况下也能磁化。但当杂质吸附在B亚晶格上时，在杂质能级和在位库仑能有限的情况下，磁化是可能的。这是由于在A和B亚晶格的低能态的不同的局域密度，这源于它们的空间不均匀性。此外，我们还表明，电控制吸附原子的磁化强度，除了它的不均匀性在BLG允许的可能性，使用BLG在自旋电子器件具有更高的电位比石墨烯。
2014-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Surface-induced magnetic anisotropy for impurity spins in granular AuFe films
将表面感生各向异性理论推广到稀磁合金颗粒膜的情况。由于表面诱导的磁性杂质自旋的阻挡似乎对特定的多晶结构非常敏感，因此我们推测不同小组的实验结果之间的明显差异可以与样品的不同微观结构联系起来。我们应用我们的模型来计算小颗粒AuFe中杂质自旋的磁化强度，并解释了Fe掺杂Au薄膜中反常霍尔效应的实验数据。
2001-07-23 cond-mat.mes-hall
Impurity Induced Quantum Phase Transitions and Magnetic Order in Conventional Superconductors: Competition between Bound and Quasiparticle states
我们从理论上研究了磁性杂质在传统的$s$波超导体中产生的束缚态，包括解析和数值计算。在确定两个这样的束缚态的杂交的影响作为磁交换耦合，相对磁化角，和杂质之间的距离的函数的能谱，我们发现，量子相变可以由这些参数中的每一个调制。伴随着这样的转变，杂质的优选自旋构型发生变化。虽然杂质自旋之间的相互作用主要由准粒子贡献决定，但系统的基态由束缚态能量决定。自洽计算超导序参量，我们发现当系统经历量子相变时，系统的不连续性由束缚态能量表示。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall
Spin-charge transport driven by magnetization dynamics on disordered surface of doped topological insulators
利用格林函数方法，研究了掺杂三维拓扑绝缘体/磁性绝缘体结无序表面上的自旋、电荷产生和电子输运.我们发现掺杂拓扑绝缘体的无序表面上的自旋杂质散射不仅由局域磁化动力学引起，而且由非局域磁化动力学引起。我们还澄清了自旋电流以及电荷密度诱导的空间非均匀磁化动力学，和自旋电流扩散传播的无序表面上。利用这些结果，我们讨论了自旋和自旋流在表面产生前后的局域和非局域自旋力矩，并提供了一个检测自旋流的方法。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall
Current-induced magnetization dynamics in disordered itinerant ferromagnets
在自洽绝热局域密度近似下，研究了考虑自旋守恒和自旋退相杂质散射的铁磁金属中电流驱动的磁化动力学。基于量子动力学方程，我们推导了进入Landau-Lifshitz方程的Gilbert阻尼力矩和自旋转移力矩的频率和波矢线性阶。吉尔伯特阻尼和电流驱动的耗散扭矩规模相同，竞争，结果是，一个恒定电流驱动的磁畴壁运动是不敏感的自旋退相在弱铁磁性的限制。一个均匀的磁化强度被发现是更稳定的对自旋扭矩在巡回比在\textit{s} - \textit{d}模型的铁磁性。一个动态的自旋转移扭矩让人想起多层膜中的自旋泵被确定，并显示管理电流引起的畴壁畸变。
2006-10-26 cond-mat.mes-hall
Magnetization damping in a local-density approximation
在自洽绝热局域密度近似下研究了流动过渡金属铁磁体对横向磁场的线性响应。磁化率的计算从微观哈密顿量，包括自旋守恒杂质，杂质诱导的自旋轨道相互作用和磁性杂质使用Keldysh形式主义。在朗道-Lifshitz-吉尔伯特方程的吉尔伯特阻尼常数被确定，参数化的有效横向自旋退相率，并被发现是成反比的交换分裂。我们的结果证明了Tserkovnyak \textit{et al.}在弱巡游铁磁体中电流感生磁化动力学研究中横向自旋退相的唯象处理。我们表明，忽略梯度修正的准经典输运方程导致不正确的结果时，交换势成为费米能量的顺序。
2006-11-22 cond-mat.mes-hall
Spontaneous gap generation on the surface of weakly interacting topological insulators using nonmagnetic impurities
三维拓扑绝缘体表面的强介电杂质在狄拉克点附近产生局域共振峰。我们发现，这导致在一个强烈减少的临界库仑相互作用强度达到磁表面状态，下面的斯通准则。因此，即使是弱相互作用的TI也会在强磁性杂质周围具有有限的（局部）磁化。局部磁化引起全局能隙，其线性地依赖于磁化的最大值，但随着杂质浓度的减小而减小。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall
Cotunneling through a quantum dot coupled to ferromagnetic leads with noncollinear magnetizations
利用二阶微扰理论，在共隧穿机制下，对量子点中自旋相关的电子输运进行了理论分析。该系统由具有任意库仑关联参数$U$的杂质Anderson哈密顿量描述。它被假定为点能级本质上是自旋分裂由于一个有效的分子场施加的磁性基板。该点耦合到两个铁磁引线，其磁矩不共线。电流的角度依赖性，隧道磁电阻，微分电导和讨论。同时还讨论了共隧穿带隙随磁矩夹角和点能级分裂的演化。
2005-05-18 cond-mat.mes-hall
A kinetic equation approach to the anomalous Hall effect in a diffusive Rashba two-dimensional electron system with magnetization
本文提出了一种双带动力学方程方法来研究均匀磁化下Rashba二维电子系统的反常霍尔效应。在自洽玻恩近似下考虑了电子与杂质的散射。结果表明，无杂质密度的反常霍尔电导率是由费米面下和费米面附近的电子态分别引起的本征机制和无序机制引起的.内在机制涉及到一个直流场诱导的过渡过程，或者换句话说，一个线性稳态拉比过程。无序介导的一个对应于杂质和参与纵向传输的电子之间的散射。数值上，反常霍尔电导率的自旋-轨道耦合常数和磁化强度的依赖关系被证明为短期和长期的碰撞。
2005-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of biaxial strain on the impurity-induced magnetism in P-doped graphene and N-doped silicene: A first principles study
采用自旋极化密度泛函方法，采用超原胞方法研究了双轴应变对P掺杂石墨烯（P-graphene）和N掺杂硅烯（N-silicene）杂质感生磁性的影响.对三种不同的超晶胞尺寸$4\times 4$、$5\times 5$和$6\times 6$进行计算，以分别模拟三种不同的掺杂剂浓度3.1%、2.0%和1.4%。对于这两个系统，计算的磁矩是1.0 $μ_B$每个杂质原子的三个研究浓度。从电子结构和总能量作为磁化强度的函数的分析，我们表明，描述窄杂质带的电子不稳定性的Stoner型模型解释了P-石墨烯和N-硅烯中$sp$磁性的起源。在双轴应变下，杂质带色散增加，磁矩逐渐减小，在中等应变值下，磁化强度随之崩溃。因此，我们发现，双轴应变诱导磁量子相变在P-石墨烯和N-硅烯。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sign-reversal electron magnetization in Mn-doped semiconductor structures
Mn掺杂的${\rm A^{III}B^V}$半导体结构中各种锰类型及其络合物的多样性导致了许多有趣的现象。在这里，我们表明，之间的相互作用，普通的替代锰受体和间隙锰供体以及供体受体二聚体可能会导致电子磁化反转。在我们的全光学方案中，通过Mn二聚体的杂质带激发导致电离的Mn供体$d$壳的直接取向。然后，光激发的电子被间隙Mn捕获，并且电子自旋变得平行于光学取向的$d$壳。这在低激发状态下产生自旋反转电子磁化。随着激发强度的增加，施主的俘获达到饱和，离域电子的极化按照选择规则恢复正常的平均自旋。本文讨论了用偏振光致发光实验观测电子自旋反转的可能性。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall
Spin accumulation in disordered topological insulator thin films
拓扑绝缘体（TI）薄膜不同于更普遍研究的半无限体TI，因为前者具有顶表面和底表面，其中由于膜的有限厚度，位于不同表面的表面态可以彼此耦合。在存在面内磁化的情况下，TI薄膜显示出两个不同的相，这取决于表面间耦合或磁化强度中的哪一个更强。在这项工作中，我们考虑一个TI薄膜系统的面内磁化和数值计算所产生的自旋积累的两个表面上的膜由于面内电场的线性顺序。我们描述了一个数值方案进行久保计算计算中，我们包括杂质散射和顶点校正。我们发现，在垂直于磁化的面内方向上的两个表面上的自旋积累的总和，并在平面外的方向上，是反对称的费米能量的电荷中性点，是非零的，只有当顶部和底部TI表面之间的对称性被打破。一般来说，杂质散射减小了自旋积累的幅度，并且还可以在积累较小的费米能量处改变自旋积累的符号。
2016-09-09 cond-mat.mes-hall
Microscopic theory of the residual surface resistivity of Rashba electrons
本文用线性响应理论导出了Rashba电子在圆柱势和非圆柱势磁性杂质上散射的剩余电阻率张量的微观表达式。计算了Au（111）表面Fe杂质的纵向和横向剩余电阻率的行为。我们研究了电阻率张量元随Rashba自旋轨道强度和杂质磁化方向的演化。我们发现，纵向电阻率的绝对值随衬底自旋轨道强度的增加而减小，而当磁性杂质的磁矩指向不垂直于表面平面的方向时，导电电子的散射会产生平面霍尔效应和各向异性磁电阻，即使杂质没有自旋轨道相互作用.提供了描述平面霍尔效应的各向异性和相对于杂质矩的方向的各向异性磁阻的函数形式。在没有自旋轨道相互作用和圆柱对称非磁性杂质的限制下，二维电子气的剩余电阻率的表达与三维电子气具有相同的简单性和形式[J. Friedel，NuovoCimento Suppl. 7，287（1958）]，并且也可以用散射相移来表示。
2016-09-27 cond-mat.mes-hall
Extrinsic Spin Splitter Currents in Altermagnets
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本文研究了异磁体中由非对称杂质散射主导的外禀自旋分裂电流，并展示了其时间反演对称的自旋电导特性。
2026-02-26 cond-mat.mes-hall
Nanometre-scale probing of spin waves using single electron spins
关联电子系统支持丰富的磁激发，从传统的自旋波到低维或几何受挫自旋系统中的奇异分数激发。在纳米尺度上探测这种激发对于揭开底层物理和开发新的自旋电子纳米器件至关重要。然而，没有既定的技术提供了真实的空间，几纳米尺度的探测相关的电子磁激发在环境条件下。在这里，我们提出了一个解决这个问题的方法，使用基于单氮空位（NV）在金刚石中心的磁力。我们专注于自旋波激发在铁磁微盘，并展示了本地，定量，和相位敏感检测的自旋波磁场在约50 nm的光盘。我们映射的磁场依赖的自旋波激发检测相关的本地减少光盘的纵向磁化。此外，我们通过NV-自旋弛豫法表征自旋噪声谱，发现与2D磁系统中自旋-自旋相关产生的杂散场的一般分析描述非常一致。这些互补的测量方式为铁磁体和反铁磁体、skyrmions、原子组装的量子磁体和自旋冰等系统的局部激发成像铺平了道路。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall
Impurity-assisted Andreev reflection at a spin-active half-metal-superconductor interface
在半金属铁磁体（H）和超导体（S）之间的干净界面处的Andreev反射振幅与激发能$\varepsilon$成比例，并且在$\varepsilon=0$处消失[Béri { \em等人}，物理学\修订版本\ B { \bf 79}，024517（2009）]。在这里，我们表明，杂质的存在下，或在HS接口附近导致有限的Andreev反射振幅在$\varepsilon=0$。这种杂质辅助Andreev反射占主导地位的HS结的低偏置电导和SHS结的约瑟夫森电流在长结限制。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Localized magnetic states in biased bilayer and trilayer graphene
我们研究了偏压下双层和三层石墨烯中杂质的局域磁态。研究发现，双层和三层石墨烯的磁边界呈现出狄拉克和常规费米子的混合特征。对于零栅极偏压，随着杂质能量接近狄拉克点，双层和三层石墨烯的杂质磁化区域减小。当施加栅极偏置时，由于在施加栅极偏置的情况下双层石墨烯中的价带和导带之间的间隙的打开，杂质磁性状态对杂质能量的依赖性对于双层和三层石墨烯表现出不同的行为。研究了双层石墨烯中杂质的磁矩和相应的磁跃迁。
2009-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit quantum impurity and quantization in a topological magnet
单原子杂质诱导的量子态是物理学和材料科学的前沿课题。虽然这种状态已经在高温超导体和稀磁半导体中报道过，但它们在具有自旋轨道可调谐性的拓扑磁体中尚未探索。在这里，我们使用自旋极化扫描隧道显微镜/光谱（STM/S）研究工程量子杂质的拓扑磁体Co 3Sn 2S 2。我们发现，每个取代的In杂质引入一个引人注目的局域束缚态。我们系统的磁化极化探针显示，这种束缚态是自旋向下极化的，与负轨道磁化锁定。此外，相邻杂质的磁束缚态相互作用形成量子化轨道，表现出有趣的自旋轨道分裂，类似于拓扑费米子线的分裂。我们的工作在量子水平上证明了单原子杂质的强自旋-轨道效应，表明双原子杂质可以在拓扑磁体中引入自旋-轨道耦合磁共振。
2020-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing the spin polarization of an Anderson impurity
该研究通过自旋极化扫描隧道显微镜测量MoS2镜像孪晶边界中的安德森杂质，观察到磁场诱导的自旋极化效应，并与数值重整化群计算对比验证，证明该体系可作为量子杂质模型理论预测的试验场。
2024-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit quantum impurity in a topological kagome magnet
单原子杂质诱导的量子态是当前材料科学和信息科学的前沿课题。自旋轨道耦合关联kagome磁体是近年来出现的一类新型拓扑量子材料，尽管单原子杂质的影响还没有得到研究。在这里，我们使用国家的最先进的扫描隧道显微镜/光谱（STM/S）研究原子铟杂质的拓扑kagome磁铁Co 3Sn 2S 2，这是设计来支持自旋轨道量子态。我们发现每个杂质都有一个强定域束缚态。我们的系统磁化极化隧道探测揭示了它的自旋向下极化的性质与一个不寻常的时刻-5uB，指示额外的轨道磁化。当两个杂质之间的距离逐渐缩小时，它们各自的束缚态相互作用并形成量子化的分子轨道态。三个相邻杂质的分子轨道由于几何、磁性和自旋轨道耦合的结合而进一步表现出有趣的分裂，类似于拓扑外尔费米子线的分裂12，19。我们的工作证明了单个原子杂质的磁性和自旋轨道耦合之间的量子级相互作用，这为拓扑kagome磁体中的涌现杂质行为以及自旋轨道量子杂质在信息科学中的潜力提供了见解。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization profile for impurities in graphene nanoribbons
石墨烯相关材料的磁性，特别是自旋极化边缘状态预测的原始石墨烯纳米带（GNR）与某些边缘几何形状最近受到了广泛的关注，由于一系列可能的技术应用。然而，原始GNRs的磁特性预测在边缘无序的存在下不会特别稳健。在这项工作中，我们研究的磁性GNRs掺杂过渡金属原子使用平均场哈伯德和密度泛函理论技术相结合。研究了两种主要的GNR边缘几何形状-扶手椅形和锯齿形，杂质位置对GNR中掺杂物的磁矩的影响。力矩配置文件计算整个宽度的替代和吸附的杂质和定期功能观察到的边缘GNRs，特别是在带状。与边缘态诱导磁化的情况下，嵌入GNRs的磁性杂质的时刻被发现是特别稳定的边缘障碍的存在下。我们的研究结果表明，过渡金属掺杂的GNRs的磁性能比那些由于边缘几何形状而固有地产生的力矩更鲁棒。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium spintronic transport through an artificial Kondo impurity: Conductance, magnetoresistance and shot noise
我们研究了在铁磁引线存在下，自旋翻转过程与近藤共振形成竞争时量子点的非平衡输运性质。基于强相互作用极限下的Anderson哈密顿量，我们预言了当自旋翻转散射振幅为近藤温度量级时微分电导的分裂.我们讨论了如何在一个非平凡的方式强烈影响的电子电流和散粒噪声的铅磁化的相对取向。此外，我们还发现零偏压隧穿磁电阻随自旋翻转散射振幅的增大而减小。
2003-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrically driven magnetization of diluted magnetic semiconductors actuated by Overhauser effect
众所周知，可以通过改变材料中空穴的平衡密度来控制稀磁半导体（DMS）如Ga $_{1-x}$ Mn $_x$ As中的居里温度以及因此磁化强度。在这里，我们建议，即使有一个恒定的空穴密度，在磁化强度的大的变化，可以得到一个相对较小的不平衡的准费米能级的上自旋和下自旋电子。我们表明，通过耦合平均场论的稀磁半导体铁磁性与主方程的Mn自旋动力学，仅仅分裂的上自旋和下自旋准费米能级的0.1 meV将产生的效果，只要外部磁场高达1 T的替代弛豫路径Mn自旋（即自旋晶格弛豫）可以忽略不计。其物理性质类似于经典的奥弗豪泽效应，也称为动态核极化，其中Mn杂质扮演核的角色。我们建议，一个横向自旋阀结构的反平行配置与DMS作为通道可以用来证明这种效果的准费米能级分裂的这种幅度，类似系统的通道内，已经被实验证明产生的顺磁性杂质自旋的极化。
2010-05-02 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetism and glassiness on the surface of topological insulators
我们研究了随机沉积在拓扑绝缘体表面的磁性吸附原子之间的有序性。限制我们自己的稀释杂质和弱耦合（之间的巡回费米子和磁性杂质）的限制，我们表明，对于任意数量的化学掺杂远离表面狄拉克锥的顶点的磁性杂质倾向于安排自己的自旋密度波图案，与周期约$π/k_F$，其中$k_F$是费米波矢量，当杂质吸附原子的磁矩是各向同性的。然而，当磁矩具有较强的伊辛或易轴各向异性，追求分析和数值方法，我们表明，基态是铁磁性的低到中度的化学掺杂，尽管分裂成多个铁磁岛的系统。对于远离狄拉克点的高掺杂，系统似乎分裂成许多铁磁岛，但这些岛中的磁化强度是随机分布的。这种具有净零磁化的磁有序在这里被称为铁磁自旋玻璃，其通过一阶相变与纯铁磁体状态分离。我们推广我们的分析立方拓扑绝缘体（支持三个狄拉克锥的表面上），并证明，性质的磁排序和它们之间的过渡仍然定性相同。我们还讨论了我们的分析可能与最近的实验。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall
Quantum Oscillations in an Impurity-Band Anderson Insulator
本文证明含杂质带的 Anderson 绝缘体可产生 de Haas–van Alphen 量子振荡，并给出杂质能级随磁场振荡及其主导效应的条件。
2023-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spectral properties of superconductors with ferromagnetically ordered magnetic impurities
本文从理论上研究了磁性杂质浓度较低时超导体的热力学性质，重点研究了杂质的磁矩为铁磁性时超导体的性质如何变化。磁性杂质的散射导致超导能隙内Yu-Shiba-Rusinov态带的形成，这极大地影响了超导性。在磁有序系统中，磁化强度随杂质密度或磁矩幅值的变化而突然下降。当自旋极化的杂质带穿过费米能级时，这种下降发生，并且与Sakurai首次提出的单杂质情况下的量子相变有关。考虑到有序杂质磁矩产生的背景磁场以塞曼位移的形式进入，我们发现当杂质浓度足够高时，超导相变从二级变为一级。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impurity induced enhancement of perpendicular magnetic anisotropy in Fe/MgO tunnel junctions
采用第一性原理计算，研究了Cr和V杂质对Fe/MgO磁性隧道结的磁各向异性和自旋极化的影响.它表明使用层分辨各向异性计算技术，而在界面附近的杂质有一个激烈的影响，在降低垂直磁各向异性（PMA），它的位置在体内允许保持高表面PMA。此外，有效磁各向异性具有强烈的趋势，从面内到面外的字符作为Cr和V浓度的函数，有利于面外的磁化方向为约1.5 nm厚的Fe层在杂质浓度高于20%。同时，自旋极化不受影响，甚至在大多数情况下增强，有利于增加隧道磁电阻（TMR）值。
2014-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Simulations of the dynamics of quantum impurity problems with matrix product states
本文基于矩阵乘积态模拟Anderson杂质模型在量子淬火后的动力学，揭示Kondo温度标度及非平衡准稳态电导的零偏置Kondo峰。
2024-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Spin-orbit torques from topological insulator surface states: Effect of extrinsic spin-orbit scattering on an out-of-plane magnetization
铁磁体/拓扑绝缘体（FM/TI）界面上自旋轨道矩（SOT）的起源还不完全清楚。理论已经压倒性地集中在Edelstein效应由于在标量散射势的存在下的表面状态。我们在这里调查的贡献SOT由于外在的自旋轨道散射的表面状态，专注于平面外磁化的情况下。我们发现，自旋轨道散射带来了相当大的重整化的类场SOT，超过20 $\%$在更大的强度的外部自旋轨道参数。由此产生的SOT表现出最大的费米能量，磁化强度和非本征自旋轨道强度的函数。类场SOT随无序强度的增加而减小，而类阻尼SOT与杂质浓度无关。考虑到实验观察，我们还确定了非本征自旋轨道散射的异常霍尔效应的作用。我们的研究结果表明，外在的自旋轨道散射是一个显着的贡献者的表面SOT源于Edelstein效应时，磁化是出平面。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exceptional spectrum and dynamic magnetization
在多体系统中，当局域非厄米项同时表现出实简并谱的能级合并，导致异常谱时，可以引起宏观效应。在本文中，我们提出了一个家庭的系统，支持这样一个有趣的属性。它通常由两个任意相同的厄米子格以及它们之间的单向耦合组成。我们准确地表明，所有的单粒子本征态合并成对，即使只有单一的单向耦合出现。这意味着所有可能的初始态都服从例外动力学，从而导致某些宏观现象，而这些现象在厄米特系统中是不可能出现的。作为应用，我们研究了巡游电子系统中的动态磁化。结果表明，根据高阶例外点的动力学，半充满时的初始饱和铁磁态可以被驱动到相反的状态。任何厄米猝灭项都不能实现稳定的相反饱和铁磁态。数值模拟的动力学过程的磁化进行了几个代表性的情况下，包括晶格尺寸，全局随机和局部杂质分布。结果表明，动态磁化过程具有普遍性。
2022-11-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mean-field approach to ferromagnetism in (III,Mn)V diluted magnetic semiconductors at low carrier densities
我们提出了一个详细的研究，在平均场近似下，III-V族稀磁半导体的杂质带模型。这样的模型应该是相关的低载流子密度，下面和附近的金属-绝缘体过渡。位置无序的磁性杂质内的主机半导体示出具有可观察到的后果的磁化曲线的形状。低于临界温度的磁化强度是空间不均匀的，导致非常不寻常的温度依赖性的平均磁化强度以及比热。无序也被发现提高铁磁转变温度。不寻常的自旋和电荷输运的暗示。
2001-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of light-induced effective magnetic field in Rashba ferromagnets
基于最近的导电铁磁薄膜的全光磁化反转实验，我们利用非平衡态理论计算了短脉冲激光在Rashba铁磁体中产生的有效磁场。对这种效应的主要贡献来自于自旋分裂子带之间的直接光学跃迁。由此产生的有效磁场与杂质散射率成反比，并且在Co/Pt双层膜等系统中可以达到几特斯拉的幅度。我们证明了铁磁系统中的总光感生有效磁场是两个贡献之和：一个是磁化强度的偶函数，与螺旋度相关;一个是磁化强度的奇函数，与螺旋度无关.自旋-轨道相互作用的主要作用是拓宽直接光学跃迁的频率范围。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Magnetic and Nuclear Polarization in Complex Spin Systems: Semi-magnetic II-VI Quantum Dots
以有限核自旋的量子点中激子的自旋向磁性杂质中心自旋的转移为例，讨论了复杂自旋系统中的动态磁极化和核极化.激子是用电子和重空穴自旋通过与磁性杂质的交换相互作用、通过与有限数目的核自旋的超精细相互作用以及通过与光子的偶极相互作用来描述的。精确计算了激子辐射复合引起的量子跃迁之间激子、磁性杂质和核自旋的时间演化。波函数的崩溃和新的自旋极化激子的量子点的重新填充被示出导致磁性杂质的磁化以及核自旋极化的建立。阐明了电子自旋转移到磁性杂质和核自旋之间的竞争，同时产生暗激子。本文介绍的方法为研究复杂自旋系统中的光致动态磁极化和核极化提供了可能。
2012-05-17 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
Chirality reversal at finite magnetic impurity strength and local signatures of a topological phase transition
School of Physics, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院物理学院）
研究通过单个磁性杂质建模揭示了有限磁性杂质强度下手性反转及拓扑相变的局部特征，提出缺陷尺度玩具模型并展示其在临界点的作用。
2026-01-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Design and benchmarks for emulating Kondo dynamics on a quantum chip
受数字量子模拟进展启发，本文设计了基于门的量子电路模拟 Kondo 杂质模型动力学，结合数值模拟与渐近解析解，揭示了普适的长时间动力学，为 NISQ 时代量子芯片上研究电子多体态动力学开辟了新视角。
2025-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
A Quantum Impurity Model for Anyons
量子统计学的一个标志是预测任意子，它与物质的拓扑相概念紧密相连。虽然任意子被预测在某些分数量子霍尔系统中实现，但它们还没有在实验中被明确地检测到。在这里，我们引入一个简单的量子杂质模型，玻色子或费米子杂质变成任意子作为其与周围的多粒子浴相互作用的结果。声子云以这样一种方式装扮每个杂质，它有效地将通量/涡旋附着到它身上，从而将它转换为阿贝尔任意子。相应的量子杂质模型，首先，提供了一个新的方法来数值求解多任意子问题，以及一个新的具体的视角任意子作为涌现准粒子从复合玻色子或费米子。更重要的是，该模型为利用晶格中的杂质以及超冷气体实现任意子铺平了道路。特别是，我们考虑两个重电子与一个二维晶格晶体在磁场中相互作用，并表明，当杂质浴系统是在回旋频率旋转，杂质的行为作为任意子作为杂质和浴之间的角动量交换的结果。提出了一种可能的实验实现，通过识别的统计参数的均方距离的杂质和磁化的杂质浴系统，这两个都是可访问的实验。另一个提议的应用是浸入二维弱相互作用玻色气体中的杂质。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Observation of long-range ferromagnetism via anomalous supercurrents in a spin-orbit coupled superconductor
本研究在自旋轨道耦合超导体Fe(Se,Te)中观测到由表面反常超电流介导的长程铁磁性，揭示了超导电性对磁有序的关键作用，为低功耗低温存储器研发提供了新方向。
2023-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
