Electric field-induced spin textures in a superlattice with Rashba and Dresselhaus spin-orbit coupling
研究了在Rashba和Dresselhaus对自旋轨道耦合贡献固定和变化的情况下，一维门控超晶格中的直流电荷流、场致自旋极化和自旋织构。结果发现，具有零平均值的自旋分量可以证明非零场诱导的自旋纹理在超晶格细胞，可以通过实验探测，具有最高的振幅可实现的可比Rashba和Dresselhaus条款的间隔。碰撞率和温度的有限参数的考虑被认为是非破坏性的计算电流和自旋特性取决于所有状态下的费米能级。
2009-05-07 cond-mat.mes-hall
Electron spin inversion in gated silicene nanoribbons
我们研究了局部栅控硅烯纳米带作为自旋有源器件。我们发现，锯齿形边缘的纳米带的门控段可以用来执行自旋反转的电子自旋注入面内取向。在存在外部垂直电场的情况下，低费米能的强固有自旋-轨道耦合提供了围绕垂直于硅烯平面的轴的快速自旋进动。自旋反转长度可以小至10 nm。另一方面，在扶手椅型纳米带中，通过弱的Rashba效应发生自旋反转，并且自旋反转长度为$μ$ m量级。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall
Rashba-coupling modelling for two-dimensional and high-order Rashba Hamiltonian for one-dimensional confined heavy holes
基于标准的k.p（8 × 8）多带哈密顿量，我们推导出了Rashba耦合参数的解析表达式，通过使密度增长，阐明了在准二维（Q2 D）系统中重空穴（hh）的反常行为.我们的建模显着更好地同意与实验结果相比，早期的理论模型，而恢复预期的立方依赖于准动量。对于准一维（Q1 D）hh系统，我们已经正式推导出一个有效的Rashba哈密顿量与两个竞争项的准动量，一个线性项和一个立方预测从适当的近似的Q2 D范围。Rashba耦合参数也表现出良好的性质，并支持最近的核/壳纳米线的实验。此外，他们表现出一个基本的渐近不连续性，在低密度制度的横向限制长度的函数。对于hh，我们提出了封闭的计划，以准确地引用Rashba耦合参数的Q2 D和Q1 D系统，这成为前所未有的孔。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall
Insensitivity of spin dynamics to the orbital angular momentum transferred from twisted light to extended semiconductors
研究了半导体量子盘和量子阱中载流子在轨道角动量光激发下由于Rashba相互作用而产生的自旋动力学。我们发现，虽然扭曲的光传输轨道角动量的激发载流子和Rashba相互作用保持其总的角动量，由此产生的电子自旋动力学基本上是相同的激发与光的轨道角动量$l=+|l|$和$l=-|l|$。具有不同$|l|$值的情况之间的差异是由于具有略微不同能量的状态的激发而不是由于不同的角动量本身，并且对于具有大半径的样品消失，其中可以建立$k$空间准连续极限。这些发现不仅适用于Rashba相互作用，也适用于所有其他的自旋-轨道哈密顿函数近似，如Dresselhaus耦合。
2015-04-13 cond-mat.mes-hall
Quantum splitter controlled by Rashba spin-orbit interaction
我们提出了介观器件的基础上的Rashba自旋轨道相互作用（SOI），包含一个门控弹道Aharonov-Bohm（AB）环与传入的铅和两个不对称位于传出的铅。由施加到AB环的栅极电压引起的Rashba耦合参数的变化被示出为引起引出引线之间的载流子通量的重新分配和引出电流的自旋极化，从而允许系统表现出量子分裂器和自旋过滤器的性质。
2005-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin rotations induced by electron running on closed trajectories in gated semiconductor nanodevices
提出了一种实现单电子自旋变换的量子门的设计。自旋旋转是由电子绕着门控半导体器件中的闭环运动来执行的。我们演示了非，相位翻转和阿达玛量子门，即最常用的单量子比特门的算法的操作。该器件利用了电子波包与电极上电子气相互作用的自聚焦效应和Rashba自旋轨道耦合效应。由于自聚焦效应，电子以紧凑的波包运动。自旋-轨道耦合将电子的空间运动转化为自旋的旋转。该器件不需要微波辐射，并使用低恒定电压工作。因此，它适用于较大寄存器中的选择性单自旋旋转。
2008-07-11 cond-mat.mes-hall
Large interfacial Rashba interaction and giant spin-orbit torques in atomically thin metallic heterostructures
自旋-轨道相互作用将电荷流转化为自旋流的能力，通常在重金属薄膜的本体中，在过去十年中一直是自旋电子学的标志。在这项研究中，我们展示了轻金属元素界面的插入如何深刻地影响自旋轨道扭矩的性质和它的效率方面的阻尼类（$H_{\text{DL}}$）和类场（$H_{\text{FL}}$）的有效字段在100 Co铁磁体。实际上，当在Pt |Co| Al中插入1.4 nm薄Al层时，我们测量到出乎意料的大的$H_{\text{FL}}$ / $H_{\text{DL}}$比（$\sim$ 2.5| Pt与包括Cu而不是Al的类似堆叠相比。从我们的模型中，这些结果强烈地证明了Co处存在大的Rashba相互作用|Al界面产生巨大的$H_{\text{FL}}$，这是金属界面所不期望的。通过证明电流诱导的磁化反转显示开关的临界电流显著降低，进一步验证了从界面起源的这种增强的扭矩的发生。
2022-06-24 cond-mat.mes-hall
Double-finger-gate controlled spin-resolved resonant quantum transport in the presence of a Rashba-Zeeman gap
研究了双指门控制的具有Rashba-Zeeman（RZ）子带能隙的n型量子信道中的自旋分辨共振输运性质。通过适当地调整DFG在强Rashba耦合制度，共振态结构的电导可以发现，是敏感的DFG系统的长度。此外，在RZ带隙以下的类空穴束缚态特征和在上自旋分支的阈值处的类电子准束缚态特征可以被发现，这对DFG系统的长度不敏感。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall
Rashba interaction and local magnetic moments in a graphene-Boron Nitride heterostructure by intercalation with Au
我们插入一个范德华异质结构的石墨烯和六方氮化硼与金，通过封装，并表明，在界面处的金是二维的。电流退火后的电荷转移表明Au的重新分布，并诱导石墨烯能带结构的分裂。在平面内的磁场的效果证实，分裂是由于自旋分裂和自旋极化是在平面内，Rashba相互作用的特征与幅度约25 meV。与本征界面电场的存在相一致，我们表明，分裂可以通过在双栅样品中施加位移场来增强。在磁场< 1 T时，观察到高达75%的巨负磁电阻和场致反常霍尔效应。这些表明，杂化金具有磁矩，并表明接近形成集体磁相。这些影响在接近室温时仍然存在。
2016-07-23 cond-mat.mes-hall
High field magneto-transport in high mobility gated InSb/InAlSb quantum well heterostructures
我们提出了一系列30 nm宽的InSb/InAlSb量子阱的高场磁输运数据。研究的样品的低温载流子迁移率范围为18.4至39.5 m2 V-1 s-1，载流子密度在1.5x1015和3.28x1015 m-2之间。报道室温迁移率超过6 m2 V-1 s-1。结果表明，朗道能级展宽随载流子密度的增加而减小，尽管存在较大的g因子，但在具有非零节点振幅的样品中，仍观察到朗道能级展宽的磁电阻拍频模式。拍频是由于Rashba分裂现象和Rashba耦合参数提取的自旋布居的差异范围内的样品和栅极偏置。通过对磁导的模拟研究了朗道能级展宽和自旋相关散射率对Shubnikov-de Haas振荡拍频观测的影响。具有非零拍节点振幅的数据伴随着傅里叶变换中的非对称峰，这通过在模拟中引入自旋相关的加宽而成功地再现。据发现，低能量（多数）自旋向上的状态遭受更多的散射比高能量（少数）自旋向下的状态，并在大多数（低密度）样品中的拍频图案的情况下，可以归因于相同的效果时，水平加宽的幅度是大的。
2009-03-19 cond-mat.mes-hall
2D SNS junction with Rashba spin-orbit interaction
研究了洁净极限下Rashba自旋轨道相互作用对S-2DEG-S邻近结中超电流的影响。本文将Andreev能级的Beenakker公式推广到自旋轨道散射的情形。自旋轨道诱导的Andreev束缚态的分裂的无限宽的结的预测，并与非零的正常背散射在S/N界面。然而，只要忽略2DEG中的电子-电子相互作用，约瑟夫森电流的半经典平均值对Rashba耦合不敏感。
2005-10-21 cond-mat.mes-hall
Strongly anisotropic spin response as a signature of the helical regime in Rashba nanowires
当自旋轨道动量接近费米动量k_F \approx k_{SO}时，磁场中的Rashba纳米线呈现螺旋状.我们表明，这种制度的特点是由一个强烈的各向异性的电子自旋磁化率，在自旋空间中的一个方向上的指数抑制信号，并且没有沿这个方向的低频自旋波动。由于在无带隙区k_F \not \approx k_{SO}中的自旋响应在所有三个方向上具有幂律行为，因此自旋测量提供了补充自旋不敏感电导测量的螺旋区的特征。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction in a dual gated InAs/GaSb quantum well
研究了双栅InAs/GaSb量子阱中的自旋轨道相互作用。使用电场，量子阱可以在仅具有电子作为载流子的单载流子状态和电子和空穴共存的双载流子状态之间调谐。在这两个制度的自旋轨道相互作用表现为在舒布尼科夫-德哈斯振荡的跳动。在单载流子状态中，线性Dresselhaus强度的特征在于$β=$ 28.5 meV $Å$，并且通过改变电场将Rashba系数$α$从75调谐到53 meV $Å$。在双载流子区，自旋劈裂随栅压的变化呈现非单调性，这与我们的能带结构计算结果一致。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall
Magnetization generated by microwave-induced Rashba interaction
我们表明，一个可控的直流磁化是积累在一个结，其中包括一个量子点耦合到非磁性水库，如果该结受到一个随时间变化的自旋轨道相互作用。后者是由门控结的微波辐射产生的交流电场引起的。磁化是由隧道通过结的电子的非弹性自旋翻转散射引起的，并且取决于电场的极化：圆极化场导致最大效应，而线性极化场则没有效应。此外，当微波光子能量变得大于量子点上的单个能级与引线中的公共化学势之间的差的绝对值时，磁化强度作为阶跃函数（被温度平滑）增加。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall
Electron spin rotations induced by oscillating Rashba interaction in a quantum wire
介绍了一种新的方法和纳米器件，它允许旋转被限制在栅控静电InSb纳米线量子点中的单电子自旋。所提出的方法不需要施加任何（振荡或静态）外部磁场。我们的建议，而不是采用空间和时间调制的限制电位诱导的电子门，这反过来又导致振荡Rashba型自旋轨道耦合。在这样的可变Rashba场中来回移动电子允许在不使用外部磁场的情况下分别实现围绕两个不同轴的自旋旋转。结果支持现实的三维时间相关的泊松-薛定谔计算系统和材料参数对应的实验访问的结构。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Metal-insulator transition in a quantum wire driven by a modulated Rashba spin-orbit coupling
我们研究了束缚在量子线中的电子在光滑调制的Rashba自旋轨道耦合作用下的基态性质。当调制的周期变得与带填充相称时，Rashba耦合驱动量子相变到量子绝缘状态。利用玻色化和微扰重整化群方法，我们发现这种状态对电子-电子相互作用是鲁棒的。电荷和自旋激发的间隙与具有共同的相互作用依赖指数的Rashba调制的幅度成比例。估计的预期大小的电荷间隙，使用数据的栅InAs异质结构，表明该效果可以投入实际使用，在未来的自旋晶体管设计。
2009-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Hall Effect and Spin Transfer in Disordered Rashba Model
基于Rashba模型的数值研究，我们表明，自旋霍尔电导仍然有限的存在下的障碍，以一个特征长度尺度，超过它指数消失的系统尺寸。我们进一步进行了Laughlin规范实验的数值计算，发现所有的能级不能交叉在绝热插入的通量根据一般的水平排斥规则。与量子霍尔效应相反，它导致样本两个边缘之间的零自旋转移，因为每个状态在插入一个通量量子后总是演化回来。这意味着拓扑自旋霍尔效应随着无序的开启而消失。
2005-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Layered Opposite Rashba Spin-Orbit Coupling in Bilayer Graphene: Loss of Spin Chirality, Symmetry Breaking and Topological Transition
双层石墨烯中的反转对称性允许分层相反的Rashba自旋轨道耦合（LO-RSOC）-当RSOC在两个耦合的空间分离层中具有相同的幅度但相反的符号时的情况。我们发现，LO-RSOC的结果在动量空间中的自旋手征的损失，在对比常见的均匀RSOC。这种手征损失使得它很难实验确定是否LO-RSOC（在10 meV的规模）存在，因为能带结构是不敏感的，为了解决这个问题，我们建议通过门控来确定LO-RSOC打破反转对称性或磁场打破时间反演对称性。值得注意的是，我们观察到平凡和非平凡的带拓扑结构之间的过渡，系统偏离LO Rashba状态。从头计算表明，由两个单层Au封装的双层石墨烯是LO Rashba系统的候选者。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall
A generic model with unconventional Rashba bands and giant spin galvanic effect
本文提出一个能产生非常规 Rashba 能带的通用模型，其中两个费米圆具有相同自旋手性，并证明在势杂质和磁杂质散射下其自旋电流效应效率显著增强，可产生巨自旋电流效应。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall
Dynamical conductivity of gated AA-stacking multilayer graphene with spin-orbital coupling
提出了一种无需对庞大的哈密顿矩阵进行数值对角化和计算繁琐的格林函数的有效方法，以获得具有内禀自旋轨道耦合（SOC）的门控AA堆叠$N$层石墨烯（AANLG）的精确能谱和动态电导率. AANLG的$2N \times 2N$紧束缚哈密顿矩阵、速度算符和格林函数表示通过适当的变换矩阵同时约化为$N$ $2\times 2$对角块矩阵.具有本征SOC的门控AANLG被还原为$N$石墨烯类层。石墨烯类层的能谱是$E= \varepsilon _{\bot}\pm \varepsilon_{||}$。$ \varepsilon _{\bot}$取决于层间相互作用、门控电压和层数。$ \varepsilon_{||}=\sqrt{E_{MG}^2+ Δ^2}$，其中$E_{MG}$是单层石墨烯的能谱，$ Δ$是本征SOC的大小。更重要的是，通过在Kubo公式中插入对角块速度算子和格林函数表示，AANLG的精确动态电导率被示出为$σ= Σ_{j=1} ^N σ_j$，$N$类石墨烯层的动态电导率之和。给出了$σ_j$的解析形式，并清楚地证明了$σ_j$对$\varepsilon_{\bot}$、$Δ$和化学势的依赖性。此外，研究了Rashba SOC对AANLG电子性质的影响，给出了精确的能谱。
2015-02-16 cond-mat.mes-hall
Ultrafast spin initialization in a gated InSb nanowire quantum dots
提出了一种快速、精确的静电量子点中单个电子自旋初始化方法。该点是在纳米器件中创建的，该纳米器件由催化生长的锑化铟（InSb）纳米线和附近的栅极组成，控制电压施加到该栅极。首先，我们将任意自旋的单个电子插入导线。自旋的操作使用由电场引起的Rashba自旋-轨道相互作用来执行。首先，施加到横向栅极的单个电压脉冲用于将电子波包分裂成具有相反自旋取向的两个部分。接下来，施加到其余栅极的另一电压脉冲使两个部分的自旋在相反方向上旋转$π/2$。这样，最初相反的自旋部分最终指向相同的方向，沿着量子线的轴。因此，我们在预定义的方向上设置自旋，而不管其初始方向。这是在小于$60\,\mathrm{ps}$的时间内实现的，而不使用微波、光子或外部磁场。
2018-12-22 cond-mat.mes-hall
Two-Dimensional Topological Insulator State and Topological Phase Transition in Bilayer Graphene
我们发现，门控双层石墨烯主机强拓扑绝缘体（TI）相Rashba自旋轨道（SO）耦合的存在下。我们发现，在保持时间反演对称性的情况下，栅控双层石墨烯对于小的Rashba SO耦合$λ_{\mathrm{R}}$是量子谷霍尔绝缘体，当$λ_{\mathrm{R}} > \sqrt{U^2+t_\bot^2}$（其中$U$和$t_\bot$分别为层间势和隧穿能）时，栅控双层石墨烯跃迁到强的TI.与传统的量子自旋霍尔态不同，我们的强TI相的边缘模式表现出自旋和谷滤波，因此共享量子自旋霍尔和量子谷霍尔绝缘体的属性。强TI相在弱石墨烯本征SO耦合的存在下保持稳健。
2011-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological phase and chiral edge states of bilayer graphene with staggered sublattice potentials and Hubbard interaction
采用Rashba自旋轨道耦合和Hubbard相互作用的紧束缚模型研究了具有交错亚晶格势的双层石墨烯门控异质结构。拓扑相图依赖于衬底的组合和Hubbard相互作用。交错亚晶格势的存在有利于拓扑相变与小的Rashba自旋轨道耦合强度。哈伯德相互作用的存在修改了拓扑相边界，增加了拓扑相变的最小自旋-轨道耦合强度。在非相互作用系统中，确定了具有间接带隙的拓扑半金属相空间。对于两层具有不同交错亚晶格势的双层石墨烯，讨论了锯齿形纳米带具有边缘极化手征边缘态的条件。这些条件要求Rashba自旋轨道耦合强度适中或为零，以及适当的栅极电压范围。比较了有无Hubbard相互作用系统的条件。边缘极化可以由栅极电压控制。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall
A variant transfer matrix method suitable for transport through multi-probe systems
我们已经开发了一种变体的传输矩阵方法，适用于通过多探针系统的传输。利用这种方法，我们数值研究了二维石墨烯上的量子自旋霍尔效应（QSHE），同时考虑了内禀（Vso）和Rashba（Vr）自旋轨道（SO）耦合.在存在内禀SO相互作用的情况下，整数QSHE产生，并逐渐被Rashba SO相互作用和无序涨落破坏。我们用数值方法确定了分离整数QSHE和自旋Hall液体的相边界。我们发现，当V50> 0.2t时，当t为跳跃常数时，满足|E| <t的整数阶QSHE所需的能隙最大。对于较小的V50，能隙线性减小。在存在Rashba SO相互作用或无序时，能隙减小。在Rashba SO相互作用下，整数QSHE在能隙内的最大能量处是稳健的，而在能隙内的最小能量处，整数QSHE对无序不敏感。
2007-11-27 cond-mat.mes-hall
Far Infrared absorption of non center of mass modes and optical sum rule in a few electron quantum dot with Rashba spin-orbit coupling
量子点中的自旋-轨道相互作用将远红外辐射耦合到非质心激发模式，即使在抛物线约束和偶极子近似下也是如此。吸收峰的强度满足光学求和规则，给出了点内电子总数的直接信息。在圆偏振辐射的情况下，求和规则对由于正交于点平面的电场引起的Rashba自旋轨道耦合的强度不敏感，但对自旋轨道相互作用的其他源不敏感，因此允许区分两者。
2006-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
All-electric single electron spin-to-charge conversion
我们研究自旋相关的位移的一个单一的电子，导致分离和搬迁的电子波函数组件，从而收费部分，对应于相反的自旋。这种分离是由产生变化的Rashba型自旋-轨道耦合的电场的脉冲引起的。该机制接下来在基于量子纳米线内限定的门控量子点的纳米器件中实现。电场脉冲由施加到附近栅极的几百mV量级的电压的超快变化产生。该设备是现实建模与适当的材料参数和施加到栅极的电压，产生一个准确的限制电位和Rashba耦合。最后，我们提出了一个自旋-电荷转换装置，它与一个额外的电荷检测器将允许电子自旋态测量。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
In-plane Magnetic Field Dependent Magnetoresistance of Gated Asymmetric Double Quantum Wells
实验研究了强非对称双阱的磁电阻效应。通过将薄Al $_{0.3}$ Ga $_{0.7}$ As阻挡层插入标准调制掺杂GaAs/Al $_{0.3}$ Ga $_{0.7}$ As异质结构的GaAs缓冲层中来制备该结构。由此产生的双井系统由一个近矩形井和一个三角形井耦合通过隧道通过薄的障碍。通过适当选择势垒参数，可以控制两个阱和两个最低（成键和反键）子带的占用率。通过施加前栅电压或背栅电压可以进一步影响电子特性。
2003-09-22 cond-mat.mes-hall
Synthesizing Majorana zero-energy modes in a periodically gated quantum wire
我们探索了一个方案，工程的一维无自旋p波超导体托管不成对的马约拉纳零能量模式，使用一个全电的设置与自旋轨道耦合量子线接近的s波超导体。通过采用周期性调制的Rashba相互作用来确保由单个自旋分裂能带所需的费米能级的交叉，所述Rashba相互作用由电子-电子相互作用和均匀的Dresselhaus相互作用辅助，在两个自旋轨道移动的费米点处打开间隙。虽然在混合超导体-半导体器件中的实现需要改进当今的能力，但是我们的方案的变体（其中自旋-轨道耦合冷费米子有效地邻近耦合到Feshbach分子的BEC储库）可以提供即用型平台。
2016-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable spin-orbit coupling in two-dimensional InSe
我们证明，自旋轨道耦合（SOC）的强度附近的导带边缘的电子在少层$γ$-InSe薄膜可以在很宽的范围内调谐。这种可调谐性是膜厚度相关的本征和电场诱导的SOC之间的竞争的结果，潜在地，允许电可切换的自旋电子器件。使用混合$\mathbf{k\cdot p}$紧束缚模型，充分参数化的帮助下，密度泛函理论计算，我们量化SOC强度的各种几何形状的InSe基场效应晶体管。理论计算的SOC强度进行了比较与弱的反局域化测量的结果双栅多层InSe膜，解释Dyakonov-Perel自旋弛豫由于SOC，理论和实验之间表现出良好的协议。
2021-06-08 cond-mat.mes-hall
Spin-valley system in a gated MoS$_2$-monolayer quantum dot
本研究的目的是设计一种基于MOS $_2$单分子层中的栅极定义的量子点的纳米器件，通过施加控制电压来调节器件的限制电势并强制谷间跃迁。本发明的Rashba自旋-轨道耦合另外允许自旋操作。此外，这两种效应都使自旋谷SWAP成为可能。考虑到可行的点形成电位和控制Rasha耦合的电场，器件结构被逼真地建模。因此，通过进行可靠的数值模拟，我们展示了如何通过电气控制设备中电子的状态，我们可以在自旋谷双量子位系统中获得单量子位和双量子位（因此是通用的）门。通过模拟，我们研究了基于单电子的双量子位\textit{locally}的实现的可能性，具有一个有趣的特点，即双量子位门比单量子位门更容易实现。
2019-11-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Infrared absorption in a quantum wire in the presence of spin-orbit coupling: a technique to measure different types of spin-orbit interaction strengths
我们发现，由于在门控量子线的子带间跃迁的主吸收峰，有两个被占用的子带，将分裂成一个主峰和两个卫星峰，如果Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用存在。一个卫星峰将红移，另一个将蓝移。从任一卫星峰的相对强度，以及红移或蓝移的幅度，我们可以分别确定Rashba和Dresselhaus相互作用强度，如果我们还进行霍尔测量以确定载流子浓度和量化电导阶跃测量以确定子带之间的能量分离。这种方法可能是一个方便的替代通常的磁输运测量用于测量自旋轨道相互作用强度。它也更强大，因为它允许我们分别测量两种类型的相互作用的强度。
2006-03-19 cond-mat.mes-hall
Evidence of Crystal-Field-Mediated Anisotropic Orbital Rashba Effect in Epitaxial Ru/FM Heterostructure
Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Beihang University（北京航空航天大学）
研究针对轨道Rashba纹理控制难题，在Ru/铁磁异质结构中证实晶体场介导的各向异性轨道Rashba效应，明确界面晶体场相干性对轨道力矩的关键作用，为轨道力矩调控提供新途径。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intersubband-induced spin-orbit interaction in quantum wells
最近，我们发现了一个额外的自旋轨道（SO）相互作用的量子阱中的两个子带[物理评论Lett。99，076603（2007）]。这个新的SO项是非零的，即使在对称的几何形状，因为它产生于不同的宇称的受限状态之间的子带间耦合，其强度是普通的Rashba。本文从$8 \times 8$ Kane模型出发，详细推导了这种新的SO哈密顿量和相应的SO耦合。此外，在自洽的Hartree近似下，我们计算了这种新的SO耦合的强度为现实的对称调制掺杂阱与两个子带。我们考虑具有恒定面电子密度或恒定化学势的门控结构。在所研究的参数范围内，两种模型给出了相似的结果。通过考虑外部施加的偏置，这打破了结构反转对称的井的影响，我们还计算了每个子带内产生的诱导Rashba耦合的强度。有趣的是，我们发现，对于双阱的Rashba耦合的第一和第二子带交换符号突然跨越零偏置，而子带间SO耦合表现出这种对称配置附近的共振行为。为了完整性，我们还确定的Dresselhaus耦合的强度，并发现它们基本上是恒定的所施加的偏压的函数。
2008-10-20 cond-mat.mes-hall
Nondissipative Spin Hall Effect via Quantized Edge Transport
数值研究了具有内禀和Rashba自旋轨道耦合的蜂窝晶格上二维电子系统的自旋霍尔效应。在零Rashba耦合极限下，当电子费米能级位于内禀自旋轨道耦合产生的能隙内时，得到了量子化的自旋霍尔电导，这与最近的理论预测一致.而非零Rashba耦合破坏电子自旋守恒，自旋霍尔电导被发现保持在量子化值附近，是不敏感的无序散射，直到能隙崩溃与增加Rashba耦合。我们进一步表明，通过对向传播自旋极化边缘通道的电荷输运是量子化的，这是与系统的拓扑不变量。
2005-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Gate-controlled Persistent Spin Helix State in Materials with Strong Spin-Orbit Interaction
在具有自旋-轨道相互作用（SOI）的层状半导体中，如果Rashba和Dresselhaus SOI项的α和β的强度相等，则预期具有抑制的自旋弛豫的持续自旋螺旋（PSH）状态。在这里，我们展示了门控和检测的PSH在二维电子系统与强大的SOI包括条款立方动量。我们考虑了无应变InGaAs/InAlAs量子阱，首先通过测量自旋电流效应和循环光电流效应确定了非栅结构的α/β ~ 1。在门调整Rashba SOI强度的互补磁输运实验中，然后，我们监测到从弱反局域化通过弱本地化弱反局域化，其中弱本地化的出现反映了PSH型状态的完整交叉。相应的数值分析表明，这样的PSH型状态确实普遍存在，即使在强立方SOI的存在下，但不再在α = β。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Quantum spin Hall effect induced by electric field in silicene
研究了锯齿形硅烯纳米管在外加电场作用下的输运性质。由于硅烯的屈曲结构，外加电场可以诱导出交错的亚晶格势和两种Rashba自旋轨道耦合。通过适当调节两种Rashba自旋轨道耦合，利用交错势打开了体能隙，在能隙中出现了无带隙的边缘态。此外，无带隙边缘态是自旋过滤的，并且对非磁性无序不敏感。这些结果证明了硅烯在外加电场作用下可以产生量子自旋霍尔效应，这对未来自旋电子学器件的应用具有一定的实际意义。
2012-12-19 cond-mat.mes-hall
Conductance of gated junctions as a probe of topological interface states
在拓扑绝缘体和非拓扑材料之间的界面处，被保护态的能量色散和自旋取向取决于界面处的电荷重新分布、应变和原子位移。这些属性的知识是必不可少的拓扑化合物的应用，但直接访问它们的接口几何是困难的。我们发现，在不同的制度下，在拓扑绝缘体表面的栅双结的电导表现出振荡和准线性衰减的栅电压的函数。这些给出了准粒子的速度值沿和垂直于交界处的界面区域，并确定拓扑界面态的对称性。计算结果对交界处的边界条件不敏感。
2020-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Distribution of spectral-flow gaps in the Rashba model with disorder: a new universality
本文用随机矩阵系综方法研究了圆柱体上自旋轨道耦合的无序电子系统。在打开线程通量的情况下，单个粒子级别通常会相互避免，而不是交叉。我们对无序Rashba模型中的能级回避能隙的数值研究表明，归一化能隙分布具有普遍的形式，与随机强度和系统尺寸无关.对于小间隙，它表现出线性行为，而对于大间隙，它呈指数衰减。提出了一种基于矩阵力学模型的框架，并验证了该框架在小间隙处再现了普遍的线性行为。因此，我们建议使用与磁通插入相关的谱流间隙的分布作为一种新的方法来表征具有自旋轨道耦合的二维随机系统。自旋（霍尔）运输的相关性和定性的影响也得到了解决。
2007-05-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electron-Hole Asymmetry in the Electron-phonon Coupling in Top-gated Phosphorene Transistor
利用电化学顶栅场效应晶体管中磷烯沟道的原位喇曼散射，我们发现其具有A $_g$对称性的声子对电子浓度的依赖性比空穴浓度的依赖性强得多，而具有B $_g$对称性的声子对掺杂不敏感.与第一性原理理论分析，我们表明，所观察到的电子空穴的不对称性产生从根本上不同的宪法，其导带和价带涉及$π$和$σ$键合状态，其对称性允许耦合只有声子保持晶格对称性。因此，拉曼光谱是一种非侵入性的工具，用于测量电子浓度的磷基纳米电子器件。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoconductance correction in zinc-blende semiconductor nanowires with spin-orbit coupling
研究了自旋-轨道耦合对扩散圆柱形半导体纳米线磁导性的影响。继我们以前的管状半导体纳米线的研究，我们专注于在本文中的纳米线系统，没有形成表面积累层，而是电子波函数延伸到整个截面。我们考虑到Dresselhaus自旋-轨道耦合产生的锌的晶格和Rashba的自旋-轨道耦合，这是由一个横向的栅极电极控制。由于Dresselhaus自旋-轨道耦合的自旋弛豫速率被发现既不依赖于自旋密度分量，也不依赖于线的生长方向，并且不受径向边界的影响。相反，Rashba自旋弛豫率大大减少的线半径小于自旋进动长度。推导出的模型拟合重掺杂背栅InAs纳米线的磁导测量数据和传输参数提取。最后，我们将我们的结果与先前的理论和实验研究进行了比较，并讨论了出现的差异。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall
Generation of spin-dependent coherent states in a quantum wire
我们提出了一种全电控纳米器件-门控半导体纳米线-能够产生一个被困在谐振子中的单个电子的相干态或这种相干态的叠加-薛定谔猫态。在该方案中，谐振势的基态电子由共振振荡的Rashba自旋轨道耦合驱动。这使得薛定谔猫态的叠加振幅取决于初始电子自旋状态。这种方法可以用于在相干态中定义的单个自旋量子位的初始化。通过适当的选通，获得了沿InSb纳米线的谐波限制势和Rashba自旋轨道耦合的调制。结果支持现实的三维时间相关的自洽泊松薛定谔计算。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum-Hall plateau-plateau transition in top-gated epitaxial graphene grown on SiC (0001)
研究了在半绝缘4 H-SiC衬底的Si面上通过高温升华法制备的单层外延石墨烯薄膜的低温磁输运性质。通过插入完全氧化的纳米薄铝膜作为种子层，随后进行原子层沉积工艺，在外延石墨烯上实现高k顶栅。在低温下，器件表现出强场效应的顶栅与开/关比约为7和电子迁移率高达~3250 cm ^2/Vs的半整数量子霍尔效应的单层外延石墨烯薄膜的观察后，详细的磁输运测量已进行，包括不同的密度，温度，磁场和电流。我们研究了当温度和电流变化时，可分辨的量子霍尔平台到平台跃迁（朗道能级指数n=0到n=1）的宽度。对于栅极电压和磁场扫描以及T>10 K，转变宽度为T^{-κ}，指数κ~0.42。这种普遍的标度指数与在具有短程合金无序的III-V异质结和剥离的石墨烯中发现的标度指数一致。
2011-12-20 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction in InSb nanowires
我们使用双栅InSb纳米线器件的磁导测量，结合弱反定域化的理论分析，准确地提取自旋轨道强度。特别是，我们表明，在我们的三维电线的磁导是非常不同的相比，在二维电子气的电线。我们得到一个大的Rashba自旋轨道强度$0.5 -1\,\text{eVÅ}$对应的自旋轨道能量$0.25-1\,\text{meV}$。这些值强调了InSb纳米线在混合超导体-超导体器件中的马约拉纳费米子研究中的潜力。
2015-05-18 cond-mat.mes-hall
Magnetic adatom induced skyrmion-like spin texture in surface electron waves
当一个外来原子被放置在金属表面时，周围的电子海会屏蔽额外的电荷，导致振荡或涟漪。在表面上，这些电子有时被限制在二维表面态，由于电子的自旋-轨道相互作用和反转不对称环境产生的Rashba效应，其自旋简并被提升。据信，至少对于单个吸附原子，扫描隧道显微镜测量对Rashba分裂不敏感，即将观察到电荷振荡中的特征。依靠散射理论，我们证明，如果磁性，一个单一的吸附原子是足够的可视化的Rashba效应的存在下，在诱导自旋磁化的周围的电子表现出扭曲的自旋纹理描述为叠加的两个skyrmionic波相反的手征。
2012-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twist- and gate-tunable proximity spin-orbit coupling, spin relaxation anisotropy, and charge-to-spin conversion in heterostructures of graphene and transition-metal dichalcogenides
本研究基于DFT方法揭示了石墨烯/TMDC异质结构中邻近自旋轨道耦合的扭曲角与栅极可调性，并计算出高达10^4的自旋寿命各向异性及扭曲可调的电荷-自旋转换效率。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall
Electron spin-orbit splitting in InGaAs/InP quantum well studied by means of the weak antilocalization and spin-zero effects in tilted magnetic fields
通过同时测量SdH振荡中的弱反定域效应（WAL）和拍频效应，实验研究了门控InGaAs/InP量子阱结构中塞曼自旋分裂与Rashba自旋轨道项的耦合.塞曼分裂的强度通过倾斜磁场来调节，其中SdH振荡中的自旋零并不总是存在，而是通过倾斜来增强。在倾斜场中，自旋轨道分裂和塞曼分裂不是相加的，并给出了能级的简单表达式。Rashba参数和电子g因子是从倾斜场中自旋零点的位置提取的。从自旋零和弱反定域测量得到的自旋-轨道耦合强度有很好的一致性。
2005-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin interference in silicon three-terminal one-dimensional rings
我们首次发现了在n型Si（100）表面制备的p型自组装硅量子阱中嵌入Rashba栅控环的自旋晶体管效应。通过改变外加磁场和垂直于双缝环平面的偏置电压，研究了空穴自旋相关输运的相干性和相位敏感性.首先，我们发现双缝环一个臂上的量子点接触所揭示的空穴量子电导阶梯的0.7（2e^2/h）特性的幅度和相位敏感性是自发自旋极化和Rashba自旋轨道相互作用的共同作用的结果.其次，量子散射体连接到两个一维导线和量子点接触插入被示出定义的Aharonov-Bohm和Aharonov-Casher电导振荡的振幅和相位。
2006-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Sign reversal of field like spin-orbit torque in ultrathin Chromium/Nickel bilayer
本文报道了超薄铬（1.5nm-5 nm）/镍（8 nm）双层膜中场的非常规符号变化。通过通射频电流和测量直流电压，在Cr/Ni双层膜中进行了标准自旋矩铁磁共振（ST-FMR）实验。我们观察到，当Cr层的厚度是临界低的（<6 nm）时，Cr在Ni上的自旋轨道扭矩显著增加。最重要的是，类场转矩的符号与奥斯特场产生的转矩相反。为了验证该扭矩的界面性质，在Cr和Ni之间插入2nm薄Cu，并且场状扭矩表现为与奥斯特场诱导扭矩相同。因此，这种非常规的场类扭矩符号变化的可能起源可能是存在于Cr和Ni之间但在Cr/Cu/Ni异质结构中消失的界面Rashba类自旋轨道相互作用。根据我们的实验，我们可以估计，当1 E12 A/m^2电流流过Cr层时，在8 nm厚的Ni层上产生约35 Oe的有效Rashba类磁场。所有实验均在室温下进行。因此，Cr薄膜具有顺磁体性质（体Cr的Neel温度为311 K）。因此，Cr可以是一个很好的选择，作为一种重金属，采用大的自旋轨道扭矩结合体自旋霍尔效应和界面Rashba相互作用。
2017-06-22 cond-mat.mes-hall
Bound electron pairs formed by the spin-orbit interaction in 2D gated structures
我们探讨了二维结构中由于自旋轨道相互作用（PSOI）而产生的束缚电子对（BEPs），该结构具有可以允许BEPs被操纵的门。该门打破了库仑场对的面内反射对称性，并产生了单粒子Rashba自旋轨道相互作用。我们发现，电场的法向分量的影响显着的BEPs，但在形成的BEPs的关键作用属于面内分量。具有零总动量的BEP的基态在没有门的情况下是双简并的，分裂成两个状态。其中之一是可调的，通过改变栅极电压，而另一个是相反的鲁棒性。可调谐的BEP具有较高的结合能，随着栅电压的增加而增加，其轨道和自旋结构连续变化。在大的负电压下，可调谐BEP衰减。的轨道和自旋结构的鲁棒的BEP不依赖于栅极电压。它的能级在任何极性的高栅极电压下穿过导带底部，但即使在连续时，鲁棒的BEP仍保持束缚和局部化。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable topological Nernst effect in 2D transition metal dichalcogenides
研究了二维TMDs中由热梯度驱动的拓扑能斯特效应，发现Bychkov-Rashba耦合可将谷能斯特信号增强1-2个数量级，且能斯特信号可通过外部栅极高度调控，为热电子学应用提供了可调平台。
2018-08-14 cond-mat.mes-hall
Spin interference in silicon one-dimensional rings
我们首次发现了在Si（100）表面制备的p型自组装硅量子阱中嵌入的Rashba栅控环引起的自旋晶体管效应。通过改变垂直于双缝环平面的外磁场和栅电压的大小，研究了自旋相关空穴输运的相干性和相位敏感性。首先，量子散射体连接到两个一维引线和量子点接触插入在双缝环的一个臂被示出定义的Aharonov-Bohm和Aharonov-Casher电导振荡的振幅和相位。其次，发现插入量子点接触所揭示的空穴量子电导阶梯的0.7特征的幅度和相位敏感性是自发自旋极化和Rashba自旋轨道相互作用的相互作用的结果。
2005-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin states in InAs/AlSb/GaSb semiconductor quantum wells
通过自洽求解Kane模型和Poisson方程，从理论上研究了InAs/AlSb/GaSb断隙量子阱中的自旋态. InAs/AlSb/GaSb量子阱中的自旋态与单带Rashba模型中的自旋态有很大的不同，这是由于电子-空穴杂化的结果。最低传导子带的Rashba自旋分裂表现出振荡行为。D 'yakonov-Perel'自旋弛豫时间随Fermi波矢的增加出现多个峰。通过在InAs和GaSb层之间插入AlSb阻挡层，可以大大减少杂化。因此，可以通过改变AlSb势垒的厚度来显着调节自旋取向、自旋分裂和D 'yakonov-Perel'自旋弛豫时间。
2009-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Reversible edge spin currents in antiferromagnetically proximitized dichalcogenides
我们探讨了沉积在反铁磁（AFM）绝缘衬底上的过渡金属二硫属化物带的邻近效应。我们模拟这些混合异质结使用紧结合模型，该模型采用了交流和Rashba领域接近原子力显微镜材料引起的。强大的边缘状态，分散在midgap的dichalcogenide强烈影响感应交换场，反映不同的AFM在基板上的顺序。这导致增强的自旋-轨道耦合效应和复杂的自旋投影内容的锯齿形带边缘上的状态。门控系统，移动费米能级在midgap范围内也表现出自旋极化电流在这些边缘。沿着边缘的反平行交换场导致自旋电流，其可以利用所施加的场来反转极化。这些混合结构的附加功能可以提供自旋电子器件和多功能平台，以进一步利用不同材料系统中的邻近效应。
2020-04-02 cond-mat.mes-hall
Electric control of spin in monolayer WSe2 field effect transistors
本文报道了单层WSe_2场效应晶体管（FET）中量子输运的第一性原理理论研究。由于强的自旋-轨道相互作用（SOI）和二维（2D）晶格的原子结构，单层WSe 2具有有趣的电子结构，在布里渊区的K和K'点附近显示出类似塞曼的上下自旋织构。在FET中，栅极电场诱导额外的外部可调谐SOI，其将自旋重新定向成Rashba状织构，从而实现对自旋的电控制。量子输运通过自旋织构来调制，即通过栅极沟道区域之后的载流子的自旋取向是否与FET漏极电极的自旋取向匹配或不匹配来调制。FET中的载流子电流被标记为自旋指数和谷指数，从而在同一器件中实现自旋电子学和谷电子学。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall
