Spin-current-related magnetoresistance in epitaxial Pt/Co bilayers in the presence of spin Hall effect and Rashba-Edelstein effect
我们分析了实验获得的自旋电流相关的磁电阻在外延Pt/Co双层膜通过使用漂移扩散模型，结合体自旋霍尔效应和界面Rashba-Edelstein效应（REE）。的磁阻分析产生，为Pt/Co接口，一个温度无关的Rashba参数的顺序为1 e-11 eV m，同意与理论计算，随着一个有效的界面REE厚度为几埃，这是在整体上与我们以前的自旋轨道扭矩分析一致。特别是，我们的研究结果表明，体和界面电荷自旋电流相互转换需要考虑的自旋电流相关的磁阻分析在高导电磁性异质结构，如外延Pt/Co双层。
2021-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning anti-Klein to Klein tunneling in bilayer graphene
我们发现，在有间隙的双层石墨烯，准粒子隧穿和相应的Berry相可以控制，使其表现出单层石墨烯的功能，如克莱因隧道。Berry相位由基于双层石墨烯的高质量Fabry-Pérot干涉仪检测。通过提高电荷载流子的费米能级，我们发现在带隙双层石墨烯中，Berry相可以从$2π$连续调谐到$0.68π$，与原始双层石墨烯中$2π$的恒定Berry相相反。特别地，我们观察到$π$的Berry相，其为单层石墨烯的标准值。随着Berry相的减小，正入射时载流子的相应传输概率清楚地表明了从反Klein隧穿到近乎完美的Klein隧穿的转变。
2018-02-12 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent Klein tunneling in graphene: Role of Rashba spin-orbit coupling
在有效的狄拉克理论中，单层石墨烯在Rashba自旋轨道耦合和自旋简并双层石墨烯存在下的低能色散由形式上相同的表达式描述。我们探讨这种对应的运输选择手性隧道通过pn和pnp结作为一个具体的例子。采用基于紧束缚模型的实空间格林函数方法进行了弹道输运计算，覆盖并证实了以前基于Dirac理论的理论结果.在单层石墨烯中的Rashba耦合的存在下的手性隧穿被证明确实表现得像在双层石墨烯。禁止正常传输和自旋分离的综合效果内观察到的单带n到p传输制度。前者来自实自旋守恒，类似于双层石墨烯中的赝自旋守恒，而后者来自Rashba耦合的内在自旋霍尔机制。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall
Energy spectrum and Landau levels in bilayer graphene with spin-orbit interaction
我们提出了一个理论研究的能带结构和朗道能级的双层石墨烯在低能量下的存在下的横向磁场和Rashba自旋轨道相互作用的制度可以忽略不计的三角失真。在一个有效的低能量的方法（Löwdin分区理论），我们推导出一个有效的哈密顿双层石墨烯，结合了塞曼效应的影响，Rashba自旋轨道相互作用，并包容性地，内在的自旋轨道相互作用的作用在同一个立足点。特别注意的是花在能谱和朗道水平。我们的模拟揭示了Rashba耦合$λ_R $在电子和空穴带的自旋分裂中的强烈影响。具有弱Rashba自旋-轨道相互作用的石墨烯双层膜显示出与$λ_R $成正比的动量线性自旋分裂，但与层间跳跃能$γ_1$成反比。然而，在强自旋轨道耦合$λ_R $的能谱显示出强烈的扭曲行为附近的狄拉克点。我们发现双层石墨烯中的偏压诱导的间隙随着Rashba耦合的增加而减小，这是一种类似于拓扑绝缘体转变的行为。我们进一步预测，由于Rashba相互作用和外部偏置电压之间的相互作用，一个意想不到的非对称自旋分裂和交叉的朗道能级。我们的研究结果是相关的解释磁输运和红外回旋共振测量，包括相对较弱的自旋轨道耦合的情况。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport and spin dependent anomalous quantum tunnelling in Rashba-Zeeman and bilayer graphene hybrid structures
本文研究了外加偏压下双层石墨烯（BLG）与两个Rashba-Zeeman（RZ）引线连接的自旋相关的弹道输运和反常量子隧穿。我们研究了传输和电导的建议系统使用散射矩阵形式主义和Landauer-Buttiker公式，考虑一组实验可行的参数下的双三角形的障碍。我们发现，传输特性是显着不同的向上和向下自旋入射电子取决于磁化强度。此外，发现上下自旋电子的传输是依赖于磁化方向的。通过调节偏置能量和磁化强度以及选择具有合适的Rashba自旋轨道耦合（RSOC）的材料，可以实现最大的隧穿和电导。我们系统的这一惊人特性可用于制造自旋过滤器等设备。我们发现，我们的系统的Fano因子是0.4强磁化条件下，而在低磁化条件下，它降低到0.3。此外，我们还注意到，透射率和电导对Rashba-Zeeman效应有很大的依赖性.因此，考虑到合适的RZ材料，可以调谐和控制电子的隧穿。
2022-09-23 cond-mat.mes-hall
Topological superconductivity in bilayer Rashba system
本文从理论上研究了两层相互作用的Rashba系统中可能存在的拓扑超导电性，该系统可以由半导体和氧化物的异质结构构成。杂化导致了单粒子弥散中的间隙，以及两层之间的电子-电子相互作用导致了新的超导电性相图。结果表明，当费米能级在杂化能隙内，层间相互作用为排斥作用时，拓扑超导电性{ \it without breaking time-reversal symmetry}得以实现，这两个条件在实际系统中都能满足.在紧束缚模型中对边缘通道进行了数值研究，并给出了几个实验预测。
2012-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin and orbital Edelstein effect in a bilayer system with Rashba interaction
本文利用现代轨道磁化理论与Boltzmann输运理论，研究Rashba双层体系中电流诱导的自旋和轨道Edelstein效应，发现轨道效应可显著强于自旋效应，且响应可被增强、抑制或反转。
2024-01-16 cond-mat.mes-hall
Supercurrent generation by spin injection in an s-wave superconductor-Rashba metal bilayer
计算了薄超导体和Rashba金属层混合系统的自旋电流（逆Edelstein）和逆自旋霍尔效应。这些效应是由注入正常金属层的非平衡自旋极化产生的。这种极化产生了一个电势，该电势在某个特征长度内弛豫，这是由Andreev反射确定的。在这个长度内，正常层中准粒子的耗散电流转变为超电流。这个过程只涉及亚能隙态，在低温下，非弹性电子-声子相互作用并不重要。讨论了如何将这种混合系统集成到SQUID中，在SQUID中产生类似于磁通量的效果。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Evanescent-mode-assisted Klein tunneling in dual-gated bilayer graphene
School of Science, Jiangxi University of Science and Technology（江西理工大学理学院）；Department of Physics, Jiangsu University（江苏大学物理学院）
研究双栅双层石墨烯基n/p结中电子隧道效应，通过调节栅极电压引入带隙，改变赝自旋极化并打破正常入射下的反克莱因隧道效应，当左右区域传播波和倏逝波模式的赝自旋极化矢量正交时，实现克莱因隧道效应的复兴，且克莱因隧道效应的 Berry 阶段不局限于 π，随结参数变化，且伴随正常入射时反射相位的 π 跳跃。
2025-09-27 cond-mat.mes-hall
Spin current generation from Coulomb-Rashba interaction in semiconductor bilayers
双层半导体异质结构中的电子经历一种特殊类型的自旋-轨道相互作用，该相互作用在每层中由另一层中的电子密度波动产生的库仑电场的垂直分量产生。我们表明，这种相互作用与通常的自旋-轨道相互作用相结合，当电荷电流在另一层中驱动时，可以在一层中产生自旋电流。这种效应与自旋霍尔阻力是完全不同的。自旋电流一般不垂直于驱动电流。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Observation of Rashba Magnetism in Ultrathin Ferromagnet-Heavy Metal Bilayers
本文研究了超薄铁磁体-重金属双层膜在Curie温度附近的反常温度与电偏压依赖行为，揭示其源于界面自旋-轨道相互作用导致的Rashba磁性新状态，为开发高效自旋轨道电子学器件提供了新途径。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Klein Tunneling and Berry Phase $π$ in Bilayer Graphene with a Band Gap
无带隙双层石墨烯中的Klein隧穿，即垂直于PN结注入的电子的完美反射，预计在存在由外部栅极引起的能带隙的情况下消失。我们从理论上证明了在带隙的双层石墨烯中仍然存在Klein效应，条件是n和p区的带隙平衡，使得电子赝自旋的极化具有相同的垂直于双层平面的分量.我们将克莱因效应归因于Berry相$π$（而不是双层石墨烯的常规值$2 π$）以及电子-空穴和时间反转对称性。Klein效应和Berry相$π$可以在电子Veselago透镜中识别，电子Veselago透镜是基于石墨烯的电子光学的重要组件。
2011-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-selective chirality switch in bilayer graphene intercalated by Janus monolayers
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院信息学研究所）；Faculty of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理学院）
研究了用Janus单层插入双层石墨烯，通过第一性原理计算等方法，发现能诱导面内Rashba自旋纹理层选择性开关，可独立控制自旋电流方向，为门可调、层选择性自旋电子器件提供了有前途的平台。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall
Exact continuum theory of anti-Klein tunneling in bilayer graphene
本文用4分量连续介质理论解析求解双层石墨烯反Klein隧穿条件，揭示其依赖台阶取向与谷自由度，并提出兼具探测与谷极化功能的实验方案。
2023-06-17 cond-mat.mes-hall
Reversal of Klein reflection in bilayer graphene
而单层石墨烯中的无质量狄拉克费米子在垂直入射时穿过势垒时表现出克莱因隧穿，由于手性的差异，这种势垒完全反映了双层石墨烯中的大质量狄拉克费米子。我们表明，在磁势垒的存在下，这样的大规模狄拉克费米子可以有传输通过，即使在正常的入射。这种行为的多层石墨烯组成的无质量和大量的模式的一般后果被提及。我们还简要地讨论了偏置电压对这种磁输运的影响。
2011-06-02 cond-mat.mes-hall
Strong Rashba-Edelstein Effect-Induced Spin-Orbit Torques in Monolayer Transition-Metal Dichalcogenide/Ferromagnet Bilayers
二维材料的电子和光电性质已经在石墨烯和层状过渡金属二硫属化物（TMD）中被广泛探索。这些二维材料中的自旋电子学可以为未来的电子学提供新的机会，例如，有效地产生自旋电流，这应该能够有效地操纵磁性元件。到目前为止，在二维材料附近的磁性层上的电荷电流感生的自旋电流和自旋轨道矩（SOTs）的定量测定仍然缺乏。本文报道了在单层TMD（MoS $_2$或WSe $_2$）/CoFeB双层复合膜中，电流诱导自旋积累通过Rashba-Edelstein效应产生的大的SOT。对应于SOT的有效自旋电导率几乎与温度无关。我们的研究结果表明，在化学气相沉积生长的大规模单层TMD的电荷-自旋转换可能会导致高的能量效率的磁化反转和方便的设备集成为未来的自旋电子学的基础上的二维材料。
2018-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Klein Tunneling and Fabry-Pérot Resonances in Twisted Bilayer Graphene
该研究针对转角双层石墨烯中载流子的隧穿问题，分析低能激发下克莱因隧穿与法布里-珀罗共振的各向异性特性，揭示了势垒参数对电导的调控规律，为新型各向异性二维材料纳米器件设计提供了理论依据。
2025-02-22 cond-mat.mes-hall
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
Radial Rashba spin-orbit fields in commensurate twisted transition-metal dichalcogenide bilayers
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）
研究发现扭曲过渡金属二硫化物双层中径向Rashba自旋轨道场的形成机制及其对称性保护。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall
Edge States of Monolayer and Bilayer Graphene Nanoribbons
在紧束缚晶格模型的基础上，研究了单层和双层石墨烯纳米带（GNR）的边缘态。讨论了边跳调制、自旋轨道耦合（SOC）和偏置电压对双层GNRs的影响。我们观察到：（i）通过对单层GNR的边缘跳跃调制，可以产生一些新的额外边缘态。(ii)对于单层和双层GNR，层内Rashba SOC在抑制由本征SOC打开的能隙$E_g$中起作用。几乎线性相关关系，即，（iii）虽然偏置电压有利于无本征SOC的双层石墨烯的体能隙，但它倾向于减小由本征SOC引起的能隙。（iv）对于双层GNR，层间Rashba SOC可以完全破坏量子自旋霍尔效应的拓扑相。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Klein tunneling and cone transport in AA-stacked bilayer graphene
研究了AA堆叠双层石墨烯（BLG）$n$ - $p$结和$n$ - $p$-$n$结中电子的量子隧穿.我们表明，克莱因隧道的电子可以发生在这个系统中。准粒子不仅是手性的，而且还可以用“锥指数”来描述。由于不同锥指数的态的正交性，电子输运通过势垒必须严格保持锥指数，这导致在AA堆叠BLG中唯一的受保护锥输运。与电子的负折射一起，当穿过$n$ - $p$结传输时，驻留在不同锥体中的电子可以根据它们的锥体折射率在空间上分离。这表明基于AA堆叠BLG的“cone-tronic”器件的可能性。最后，我们计算了系统的结电导。
2013-12-03 cond-mat.mes-hall
Emergence of radial Rashba spin-orbit fields in twisted van der Waals heterostructures
本文通过第一性原理证明，在扭曲范德华同质双层和异质多层结构中Rashba自旋轨道耦合可呈径向，且能通过电场调控其从径向到切向的转变，为设计自旋-电荷转换和控制超导性提供了新途径。
2024-02-19 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot interference in gapped bilayer graphene with broken anti-Klein tunneling
报道了在双栅双层石墨烯器件中栅腔电导中法布里-珀罗干涉的实验观察。高质量的BLG薄片，结合两个六方氮化硼层之间的封装提供的设备的电气鲁棒性，使我们能够观察弹道相位相干传输通过$1$ μ m长的腔。我们确认所观察到的干涉图案的起源，通过比较紧束缚计算占门可调带隙。实验与理论之间的良好一致性，无需调整参数，进一步验证了我们的设备中存在间隙。间隙被示出为破坏电子以垂直入射穿过势垒的完美反射（反克莱因隧穿）。破碎的反克莱因隧穿意味着Berry相，这是发现随栅极电压变化，总是涉及FP振荡，而不管磁场，与单层石墨烯形成鲜明对比。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall
Electrode-tunable nonlocal charge to spin conversion in WSe$_2$-intercalated bilayer graphene
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院信息学研究所）；Faculty of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理学院）；Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice（科希策帕维尔·约瑟夫·沙法里克大学物理研究所）；Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院实验物理研究所）；New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（西波希米亚大学新技术研究中心）
该研究在插层WSe₂的双层石墨烯中发现电极可调的非局域Rashba-Edelstein效应，实现层选择性手性开关，为自旋电子学应用提供了新的物理区域与器件架构。
2026-09-17 cond-mat.mes-hall
Engineering three-dimensional topological insulators in Rashba-type spin-orbit coupled heterostructures
拓扑绝缘体代表一类新的量子相，由不变对称性和自旋轨道耦合定义，保证其表面的金属狄拉克激发。这些状态的发现引发了实现非平凡的激发和新颖的效果，如磁电效应和拓扑马约拉纳激发的希望。在这里，我们发展了一个理论形式主义，表明三维拓扑绝缘体可以通过堆叠的二维费米气体的双层结构与相反的Rashba型自旋轨道耦合相邻层，并与层间量子隧穿人工设计。我们证明，在沿（001）方向生长的双层堆叠，一个非平凡的拓扑相变发生以上的Rashba双层的临界数量。在拓扑阶段，我们发现在$Γ$ -点形成一个单一的自旋极化狄拉克锥。这种方法提供了一种在充分利用原子层沉积方法的设置中设计人造拓扑绝缘体的可访问方式。这种设计原理是可调的，也使我们能够绕过大块晶体几何形状所施加的限制。
2013-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of edge states and conductivity in spin-orbit coupled bilayer graphene
我们提出了一个精心设计的和系统的研究的曲折双层石墨烯纳米管的电导特性建模的凯恩-梅勒（KM）哈密顿。详细讨论了Rashba和自旋轨道耦合与边缘态、电子能带结构、电荷和自旋输运的相互作用。我们已经解析推导出双层KM nanorigins的边缘状态的条件，并显示这些模式如何衰减的晶格网站内的散装。特别有趣的是，对于有限尺寸的带状物，偶数个Z字形带状物在狄拉克点处具有有限的能隙，而奇数个则没有。这种不对称性在存在和不存在层之间可能存在的偏置电压的情况下都存在。层间Rashba自旋-轨道耦合、层内固有自旋-轨道耦合和层内Rashba自旋-轨道耦合似乎破坏了量子自旋霍尔（QSH）相，其中QSH相通过在零费米能量附近存在电导平台（量级为4 e/h）来识别。平台区对自旋-轨道耦合参数的值很敏感。此外，自旋极化电导数据显示，双层KM带被发现是更有效的自旋电子应用相比，单层石墨烯。最后，通过计算电子的有效质量，进行了实验的快速检验。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Direct evidence of Klein-antiKlein tunneling of graphitic electrons in a Corbino geometry
单层石墨烯p-n结器件中电子光学输运测量的传统方法是在Hallbar磁聚焦装置中进行负折射和手征透射实验。我们展示了克莱因（单层）和反克莱因（双层）隧穿的直接签名与圆形的"无边"科尔比诺几何形状的门控石墨烯pn结。特别值得注意的是在双层石墨烯的磁导数据中出现角最佳点（布鲁斯特角），这使迎面传输最小化，与传统的菲涅耳光学器件或单层石墨烯相反，其显示传输路径的尖锐准直。双层磁导图上的局部最大值随着掺杂密度的增加而迁移到更高的场。这些实验结果与详细的数值模拟和分析预测吻合得很好。
2022-10-19 cond-mat.mes-hall
Large unidirectional spin Hall and Rashba-Edelstein magnetoresistance in topological insulator/magnetic insulator heterostructures
由于其独特的对称性，单向自旋霍尔和Rashba-Edelstein磁阻（USRMR）是非常重要的基本和实际的利益，特别是在读取磁化状态的两端自旋轨道转矩开关存储器和逻辑器件的上下文中。最近的研究表明，拓扑绝缘体可以提高USRMR幅度。然而，迄今为止在此上下文中研究的拓扑绝缘体器件配置，即铁磁金属/拓扑绝缘体双层和磁性掺杂的拓扑绝缘体，分别受到金属层的电流分流和低居里温度的影响。在这里，我们报告了一种新的材料类别-磁性绝缘体/拓扑绝缘体双层异质结构中的大USRMR。这样的结构表现出USRMR是大约一个数量级大于迄今为止在全金属Ta/Co双层中报道的最高值。我们还演示了电流诱导的磁化切换辅助的奥斯特场，和电读出的USRMR，作为一个原型存储器设备。
2018-06-24 cond-mat.mes-hall
Giant enhancement in Rashba spin-Seebeck effect in NiFe/p-Si thin films
自旋-塞贝克效应介导的热电能量转换可以为传统的热电废热回收提供有效的替代方案。为了实现这一目标，使用地球上丰富的材料进行有效的自旋到电荷转换至关重要。邻近感应Rashba效应源于结构反转不对称性介导的电荷电势，这在Si薄膜中已有报道，并且可以通过控制Rashba层的厚度来控制。我们在NiFe/p-Si（多晶）双层薄膜中发现了巨大的Rashba自旋Seebeck效应。双层薄膜样品具有5 nm、25 nm和100 nm的p-Si层厚度，同时保持NiFe层厚度为25 nm。对于100 nm的p-Si，Rashba自旋Seebeck系数估计为0.266 μV/K，对于5 nm的p-Si，Rashba自旋Seebeck系数增加了一个数量级，达到2.11 μV/K。在5 nm p-Si样品中测得的自旋塞贝克系数是迄今为止报道的最大的系数之一。100.3 μV的测量电压是报道的最大自旋-塞贝克电压之一，在任何自旋-塞贝克测量中使用的最小面积为~160 X 10 μm2。这一利用地球丰富元素的科技突破使自旋介导的热电能转换用于废热回收更接近现实。
2018-04-04 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
Chiral tunneling in single layer graphene with Rashba spin-orbit coupling: spin currents
研究了费米能量{ \varepsilon } > 0的二维无质量Dirac电子在单层石墨烯中通过高度为{u_0}的一维矩形势垒的前向散射.克莱因悖论在石墨烯自旋电子学中的作用由此暴露。结果表明：（1）当{ \varepsilon } - 2λ < {u_0}< { \varepsilon } + 2λ时，存在部分Klein隧穿，其中透射率以1为界，当λ > {λ_0} { \approx } 0.1 meV时，当散射能等于势垒高度{ \varepsilon }={u_0}时，透射率几乎为零。(2)自旋密度和自旋电流密度被证明是显着不同的，这些可观的预测在散装单层石墨烯。特别地，它们对λ和{u_0}敏感。(3)自旋电流密度是空间依赖性的，这意味着非零自旋扭矩密度的发生。这样的系统可以用作基于石墨烯的自旋电子器件，而不使用外部磁场或磁性材料。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall
Microscopic origin of Rashba coupling from first principles: Layer-resolved orbital asymmetry in transition metal dichalcogenides
University of Hamburg（汉堡大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）
本研究通过微观模型揭示了过渡金属二硫化物中Rashba耦合的微观起源，发现轨道极化不平衡是决定自旋分裂的关键因素。
2026-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second Order Topological Superconductivity in $π$-Junction Rashba Layers
我们考虑一个约瑟夫森结双层由两个隧道耦合的二维电子气层与Rashba自旋轨道相互作用，近似的顶部和底部的$s$波超导体的相位差$ϕ$接近$π$。我们表明，在存在一个有限的弱面内塞曼场，双层可以驱动到一个二阶拓扑超导相，托管两个马约拉纳角态（MCS）。如果$ϕ=π$，在矩形几何中，这些零能量束缚态位于由塞曼场的方向确定的两个对角。如果相位差$ϕ$偏离$π$一个临界值，则两个MCS中的一个被重新定位到相邻角。随着相位差$ϕ$进一步增加，系统变得微小间隙。所获得的MCS是强大的静态和磁性无序。我们提出了两种实现这种模型的方案：一种是通过磁通量控制$ϕ$，另一种是在邻近诱导超导配对中增加一层随机取向的磁性杂质，负责$π$的相移.
2018-11-05 cond-mat.mes-hall
Hole spin relaxation in bilayer WSe$_2$
我们研究了双层WSe $_2$中由于外加垂直电场引起的Rashba自旋轨道耦合引起的空穴自旋弛豫。双层WSe $_2$中的Rashba自旋轨道耦合系数是由相应的单层WSe中的Rashba自旋轨道耦合系数构造的。与单层WSe $_2$相反，双层Rashba自旋轨道耦合的面外分量充当具有相反方向但在两个谷中具有相同值的类塞曼场。对于面内自旋，这种类塞曼场与谷间空穴-声子散射共同打开了一个谷间自旋弛豫通道，即使在低温下，这种弛豫通道也能主导双层WSe $_2$的面内自旋弛豫.对于面外自旋，该类塞曼场由两个谷中相同的Hartree-Fock有效磁场叠加，因此获得两个谷之间不同的总有效磁场。在低温和低空穴密度条件下，由于大自旋极化时的总场相差较大，当谷间空穴-声子散射较弱时，两个谷的面外自旋弛豫时间不同.这种自旋弛豫时间的差异可以通过增加温度或空穴密度来增强谷间空穴-声子散射来抑制。此外，在大自旋极化和低温下，由于谷内空穴-声子散射较弱而空穴-空穴库仑散射较强，自旋快速进动导致准热空穴费米分布，其特征是有效热空穴温度大于温度，这也增强了谷间散射.在这个过程中，有趣的是发现，在两个山谷中最初相等的空穴密度在时间演化中被打破，并建立了谷极化。....
2015-06-15 cond-mat.mes-hall
Klein tunneling through triple barrier in AB bilayer graphene
我们研究了AB双层石墨烯中载流子通过三重静电势垒的输运性质。我们计算的透射和反射使用的连续性条件的三重势垒的界面处的传输矩阵方法。首先，我们考虑的情况下，能量小于层间耦合$γ_1$，并表明，在正常入射，传输完全抑制在间隙中的一个大的势垒宽度，而它出现在间隙中的一个小的势垒宽度。对于大于$γ_1$的能量，我们表明，在没有层间电势差，传输是小于一个单一的障碍，但在其存在下，在间隙区域的传输被抑制，而不是一个双势垒。据发现，一个，两个，或三个间隙可以创建取决于层间电势差施加的数量。观察到$T_-^+$传输通道中的谐振，这在单势垒和双势垒情况下是看不到的。最后，我们计算的电导，并表明，峰的数量是大于双势垒的情况下。
2022-06-30 cond-mat.mes-hall
In-situ study of oxygen exposure effect on spin-orbit torque in Pt/Co bilayers in ultrahigh vacuum
在铁磁异质结中，氧的掺入可以增加电流诱导的自旋轨道矩，但其机制仍有争议。在这里，我们报告的Pt/Co双层膜通过控制氧暴露，Co和Mg的沉积，和电测量在真空中的氧暴露对自旋轨道扭矩的影响的原位研究。我们发现，Pt/Co上的氧暴露确实导致自旋轨道扭矩的增加，但增强是不是像以前报道的那么大。在沉积MgO覆盖层之后也观察到类似的自旋轨道扭矩的增强。对Pt/Co和Pt/Co/O体系Rashba分裂的从头计算结果表明，这种增强是由于表面吸附氧增强了Rashba-Edelstein效应.我们的研究结果揭示了氧在改变先前报道的自旋扭矩效率方面的不同作用。
2019-10-22 cond-mat.mes-hall
Direct band gap and strong Rashba effect in van der Waals heterostructures of InSe and Sb single layers
通过堆叠不同类型的二维材料形成的范德华异质结构由于诸如层间激子等新的物理性质而引起越来越多的关注。最近合成的原子薄硒化铟（InSe）和锑（Sb）分别表现出有趣的电子特性，如高电子迁移率在前者和高空穴迁移率在后者。在这项工作中，我们提出了第一性原理研究的稳定性和电子性质的双层异质结构组成的InSe和Sb单层。计算的电子能带结构揭示了InSe/Sb异质结构的直接带隙半导体性质，与堆叠模式无关。在考虑自旋轨道耦合的情况下，我们发现在导带底部存在一个较大的Rashba自旋劈裂，这是由于异质结中原子的自旋轨道耦合引起的对称性破缺。Rashba自旋分裂的强度可以通过施加面内双轴应变或面外电场来调节。由于InSe/Sb双层异质结构具有较大的Rashba自旋分裂和合适的禁带宽度，使其成为自旋场效应晶体管和光电子器件的理想材料。
2021-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge and spin photocurrents in the Rashba model
在金属非中心对称晶体和表面上，自旋电流和电荷电流对外加电场的响应包含电场中的二阶贡献，这在中心对称系统中是被对称性所禁止的。因此，光电流和自旋光电流可以通过应用飞秒激光脉冲在反转非对称金属中产生。我们研究了具有面内磁化的铁磁Rashba模型中的激光感应电荷电流，发现这种\textit{magnetic photogalvanic effect}可以被调谐到与在磁性双层系统（如Co/Pt）中实验测量的激光感应光电流的大小相当。此外，我们发现飞秒激光脉冲激发强自旋电流的Rashba模型时，Rashba参数大。
2021-02-18 cond-mat.mes-hall
Tunneling conductance through gapped bilayer graphene junctions
通过考虑带隙和偏置电压项，获得了单层石墨烯（SLG）和AA/AB堆叠的双层石墨烯（BLG）结的电导。首先，我们考虑有间隙的SLG，而在两者之间，它们连接成原始的BLG。当费米能级大于层间跳跃时，电导随双层区长度$d$的变化揭示了两种不同的反共振模型，它们具有相同的周期.作为带隙的函数，在AA-BLG堆叠的情况下，结果表明，无论$d$的值如何，电导具有相同的最小值，并且对于AB-BLG，$d$保持相关，使得系统创建全局能隙。其次，我们考虑原始SLG，在这两者之间，它们与带隙偏置的BLG相连。我们观察到不同的周期和形状的电导曲线中的峰的出现，以及与第一配置相比，零电导的克莱因隧穿的存在。当$ d $小于10时，$G(E)$消失，并表现出作为费米能$E$的函数的反克莱因隧穿。我们还研究了作为偏压的函数的电导。对于AA-BLG，结果显示出反共振，并减少了一个大的偏置值，独立的双层区域的长度。相反，AB-BLG中的电导具有不同的特性，因为它开始传导时，小$E$具有最大值，而大$E$具有最小值。
2022-10-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-Orbit Interactions in Bilayer Exciton-Condensate Ferromagnets
具有不等电子和空穴密度的双层电子-空穴系统预期在导带和价带中都具有自发自旋极化的激子凝聚体基态。在没有自旋轨道和电子空穴交换相互作用的情况下，两个量子阱中的自旋取向之间没有耦合。在这篇文章中，我们表明，Rashba自旋轨道相互作用导致非常规的磁各向异性，其强度，我们估计，并与不寻常的准粒子谱有序状态。
2009-05-04 cond-mat.mes-hall
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
Trigonal warping and anisotropic band splitting in monolayer graphene due to Rashba spin-orbit coupling
研究了Rashba自旋轨道耦合作用下单层石墨烯的电子能带结构。我们表明，如果Rashba自旋轨道耦合是强于内在的自旋轨道耦合，低能量带进行三角翘曲变形和小于Lifshitz能量的能量，费米圈分裂成单独的部分。这种效应与低能量下双层石墨烯中发生的情况非常相似。我们讨论了可能的实验意义，如三倍增加的最小电导率为低电子密度，波数依赖的能带分裂和自旋极化结构。我们的理论预测与最近的实验结果是一致的。
2010-05-28 cond-mat.mes-hall
Spin filtering effect generated by the inter-subband spin-orbit coupling in the bilayer nanowire with the quantum point contact
从理论上研究了量子点接触双层纳米线中的自旋过滤效应。我们证明了基于横向子带间自旋轨道耦合的自旋过滤的新机制，这对于双层纳米线来说已经被报道是强的。自旋过滤效应被解释为Landau-Zener子带间跃迁的联合效应所造成的杂交状态与相反的自旋（由于横向Rashba SO相互作用）和量子点接触区中的载流子的限制。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall
Surface Rashba-Edelstein Spin-Orbit Torque Revealed by Molecular Self-Assembly
我们报告的观察自旋轨道力矩（SOT）起源于表面Rashba-Edelstein效应。我们发现，在一个典型的自旋-轨道电子系统，Pt/Co双层，SOT可以操纵的分子自组装在Pt表面。这表明Pt表面的Rashba自旋-轨道耦合产生了相当大的SOT，这被强的体和界面自旋-轨道耦合所隐藏。我们表明，表面Rashba-Edelstein SOT的分子调谐是一致的密度泛函理论计算。这些结果说明了表面自旋-轨道耦合在SOT产生中的关键作用，它改变了金属自旋-轨道电子器件的前景。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torque opposing the Oersted torque in ultrathin Co/Pt bilayers
采用电驱动铁磁共振技术研究了Co_2Co/Pt双层膜中的电流感生转矩。的角度依赖的共振，检测整流效应作为电压，进行了分析，以确定的对称性和相对大小的自旋轨道扭矩。观察到反阻尼（Slonczewski）和类场转矩。随着铁磁体厚度从3 nm减小到1 nm，类场转矩的符号反转。这一观察结果与超薄双层中Rashba自旋轨道力矩的出现是一致的。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Symmetry-Guided Design of Quantum Couplers in Dirac materials: AA-Bilayer Graphene Coupler
Nuclear Physics Institute, Czech Academy of Sciences（捷克科学院核物理研究所）；Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague（布拉格捷克技术大学核科学与物理工程学院）
研究通过理论框架设计能调节传输准粒子极化但不显著扰动传播的量子耦合器，探讨完美传输与受控极化变换条件，提出AA堆叠双层石墨烯纳米带耦合器模型，展示极化态传输可由外部场精细调节。
2026-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Chiral Tunnelling in Twisted Graphene Bilayer
电子沿势垒法线方向入射时，在石墨烯单层中的完全透射和在Bernal石墨烯双层中的完全反射被看作是Klein佯谬的两个体现。在这里，我们展示了克莱因悖论的一个新的和独特的化身。由于所涉及的准粒子的不同手性，扭曲石墨烯双层中的手性费米子显示出可调节的垂直入射手性隧穿概率：通过控制势垒的高度或入射能量，它们可以从完全隧穿变为部分/完全反射，反之亦然。除了解决具有不同手性的手性费米子如何通过势垒隧道的基本物理问题外，我们的研究结果还提供了一种简单的途径来调整扭曲石墨烯双层的电子特性。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect Measurement of Spin-Orbit Coupling Strengths in Ultraclean Bilayer Graphene/WSe2 Heterostructures
我们研究了双层石墨烯/少层WSe 2异质结器件中邻近诱导的自旋轨道耦合（SOC）。接触模式原子力显微镜（AFM）清洁产生超清洁界面和高迁移率器件。在垂直磁场中，通过测量量子霍尔效应确定了面外Ising和面内Rashba SOC的Landau能级结构.当采用双栅极独立调节电荷密度和位移场时，会出现明显的Landau能级交叉图案，这源于层选择性SOC邻近效应.通过分析朗道能级交叉点和测量的朗道能级间能隙，得到了邻近诱导的SOC能量尺度。Ising SOC为~ 2.2 meV，比石墨烯中的本征SOC高100倍，而其符号与预测SOC依赖于层间扭转角的理论一致。Rashba SOC约为15 meV。最后，我们推断了朗道能级间库仑相互作用对磁场的依赖性。这些超净双层石墨烯/WSe 2异质结构提供了一个高迁移率的系统，有可能实现新的拓扑电子状态和操纵纳米结构中的自旋。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupling the Higgs mode and ferromagnetic resonance in spin-split superconductors with Rashba spin-orbit coupling
本文研究Rashba自旋轨道耦合超导体中非零动量的Higgs模式，发现其与外部交换场线性耦合，可显著增强铁磁绝缘体/超导体双层系统的自旋泵浦效应，并可通过逆自旋霍尔效应电压进行探测。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Hall effect versus Rashba torque: a Diffusive Approach
电流驱动的重金属/铁磁体双层膜中的单个铁磁体的磁化动力学最近已经实现。在这项工作中，自旋力矩引起的所谓的Rashba自旋轨道耦合和自旋霍尔效应被认为是在一个扩散模型。的铁磁体和重金属的厚度作为一个函数的扭矩的依赖性进行了分析。我们表明，（i）这两个扭矩的形式${\bf T}=T_{||}{\bf m}\times{\bf y}+T_\bot{\bf m}\times({\bf y}\times{\bf m})$，（ii）的比例$T_{||}/T_\bot$强烈依赖于层的厚度和（iii）的自旋扭矩的厚度依赖性提供了一个指示的起源（Rashba-或自旋霍尔效应-诱导）的自旋扭矩。
2012-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial spin Hall effect and spin swapping in Fe|Au bilayer from first principles
杂化结构中的界面可以产生丰富的现象，这为具有非凡性能的新型器件开辟了道路。本文研究了Fe中与界面相关的自旋输运性质|基于第一性原理计算的金双层膜。我们发现，自旋霍尔电流在Au侧的界面附近的流动方向相反的体自旋霍尔电流的大小敏感的磁化方向的Fe。这种负的界面贡献归因于几个原子层内的自旋相关的传输，其中存在强的界面Rashba自旋轨道耦合。令人惊讶的是，界面自旋霍尔电流被发现是不局限于界面，但在低温下延伸几十纳米，这是有限的动量散射，因此比自旋扩散长度短得多。此外，还得到了界面交换自旋流，这是界面Rashba场作用下自旋进动的结果，并完整地给出了自旋输运的完整图像.我们的结果表明了界面工程在铁磁材料中自旋相关输运中的重要性|非磁性异质结构和通过磁性层的磁化取向操纵界面输运的可能性。
2018-07-10 cond-mat.mes-hall
Microscopic model for the hidden Rashba effect in YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$
YBaPDMATHABMM $_3$ O $_{6+x}$中的每个晶胞包含一对二维CuO $_2$层。虽然晶体结构是全局反转对称的，但各个层不是。这必然导致CuO $_2$层中的非零Rashba自旋轨道耦合（SOC），每层中的耦合常数具有相反的符号。这些所谓的Rashba双层产生隐藏的自旋纹理，在布里渊区中的每个$k$点处具有消失的净自旋，但在每个层中分别具有非消失的自旋纹理。在这里，我们通过CuO $_2$导带的轨道结构追踪Rashba分裂的微观起源，得到一个通用的三轨道模型哈密顿量，并表明由密度泛函理论预测的自旋分裂的幅度为$\sim 10$ ~meV。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport Properties in Gapped Bilayer Graphene
研究了介电层带隙的AB堆叠双层石墨烯（AB-BLG）中矩形势垒的输运性质。使用Dirac-like哈密顿与传输矩阵的方法，我们得到的传输和反射概率以及相关的电导。对于两带模型和垂直入射，我们发现额外的共振出现在传输相比，偏置AB-BLG，这是法布里-珀罗共振类型。现在，通过考虑层间偏压，我们表明，传输和反克莱因隧穿都减少。对于四带模型，我们发现能隙在一个能量范围内抑制传输，表现出类似于“墨西哥帽”的行为。我们检查的总电导，并表明，它是由AA堆叠的双层石墨烯相比，间隙的影响。此外，我们发现电导的抑制比偏压AB-BLG更重要。
2021-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interface controlled Berry phase and anisotropic spin-charge conversion in altermagnet-topological insulator bilayers
通过界面自旋翻转隧道效应调控 d 波交替磁体-拓扑绝缘体双层，实现各向异性自旋-电荷转换及拓扑相变。
2025-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
