Bidirectional switching assisted by interlayer exchange coupling in asymmetric magnetic tunnel junctions
研究了自旋转移矩、层间交换耦合电压调制和磁各向异性对垂直磁性隧道结（p-MTJ）开关行为的综合影响。在非对称p-MTJ中，层间交换耦合的线性电压依赖性使得有效垂直各向异性势垒对于两个电压极性都降低。这种机制被证明是降低临界开关电流和有效激活能。最后，我们分析了通过层间交换耦合开关的可能性。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-Field Control of the Interlayer Exchange Coupling for Magnetization Switching
我们提出了一个电场控制的磁化切换机制，仅由固定和自由磁体之间的层间交换耦合（IEC）辅助，这是由两个氧化物屏障隔开的，该氧化物屏障包含一个间隔材料，该间隔材料具有大的IEC。其基本思想依赖于在间隔物材料内形成量子阱（QW），并通过共振隧穿现象用电场控制穿过结构的透射系数。使用非平衡格林函数（NEGF）的方法，我们表明，该结构可以表现出一个偏置依赖振荡IEC，可以切换自由磁铁有一个平行或反平行配置相对于固定磁铁，根据IEC的符号。这种双向切换可以用相同的电压极性但不同的幅度来实现。通过适当地选择间隔物材料，可以显著地减小结构中的电流。由于IEC所施加的扭矩的保守性质，所提出的机制的切换阈值与切换速度解耦，而传统的自旋扭矩装置由于所施加的扭矩的非保守性质而表现出折衷。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall
Correlation induced switching of local spatial charge distribution in two-level system
通过对局域态总电子填充数的海森堡方程分析，并考虑局域电子密度的对关联，对强库仑关联二能级系统中的空间电荷分布进行了理论研究。研究发现，隧穿电流通过具有强耦合局域态的纳米尺度结构时，会引起库仑关联引起局域电荷的空间重新分布。揭示了库仑关联引起的二能级系统在特定偏压范围内反占据的条件。我们还讨论了在所提出的系统中的电荷操纵的可能性。
2011-06-09 cond-mat.mes-hall
Exchange bias between van der Waals materials: tilted magnetic states and field-free spin-orbit-torque switching
本研究揭示 CrSBr/FGT 范德华异质结中垂直于 FGT 面外各向异性的面内交换偏置，可诱导倾斜磁态并实现零磁场下确定性自旋轨道转矩翻转。
2023-06-03 cond-mat.mes-hall
Switching the sign of photon induced exchange interactions in semiconductor microcavities with finite quality factors
研究了有限品质因数的微腔中半导体量子点的局域自旋耦合。最低腔模和量子点激子耦合形成极化激元，而激子通过交换与局域自旋相互作用。腔Q的有限质量通过向光子频率添加虚部而并入模型哈密顿量中。哈密顿量，它处理光子，自旋和激子的量子力学，精确地解决了。单个极化激元的结果清楚地表明存在共振，随着温度的降低，共振变得更尖锐，这表现为铁磁和反铁磁之间的突然变化，局部自旋之间的间接各向异性交换相互作用。详细讨论了这种自旋开关有限质量因子效应的起源，并讨论了其对模型参数的依赖性，即，光-物质耦合、杂质间交换作用、失谐量和品质因数。对于对应于（Cd，Mn）Te量子点的情况的参数，共振显示出约70的Q和约10 meV的失谐。此外，我们表明，对于这样的量子点，和最好的腔实际上可用（品质因数优于200）的交换相互作用几乎没有影响。
2006-02-06 cond-mat.mes-hall
Lower current-driven exchange switching threshold in noncollinear magnetic junctions under high spin injection
电流感应开关被认为是在一个磁性结。该结包括钉扎和自由铁磁层，其工作在高自旋注入的制度。结果表明，在这种制度的交换磁化反转阈值可以降低到两次时，层的轴是非共线的。
2009-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-torque switching mechanisms of perpendicular magnetic tunnel junctions nanopillars
理解垂直磁化的磁性隧道结纳米柱中由自旋转移矩引起的磁化动力学及其对材料参数的依赖性对于优化器件性能至关重要。在这里，我们提出了一个微磁学研究的自旋扭矩开关在盘形元件作为自由层的交换常数和磁盘直径的函数。开关一般发生1）增长的磁化进动幅度在元件中心; 2）的不稳定性，其中的反转区域移动到磁盘边缘，形成一个磁畴壁;和3）的磁畴壁的运动在整个元件。对于大直径和小交换，步骤1导致具有经历漂移不稳定性的完全反转核心的液滴（步骤2）。而在相反的情况下（小直径和大交换），在步骤2发生之前，盘的中心区域没有完全反转。微磁结构的起源被证明是磁盘的非均匀退磁场。更快、更一致和更节能的切换发生在更大的交换机和更小的磁盘直径上，显示了提高设备性能的途径。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall
Influence of Ferromagnetic Interlayer Exchange Coupling on Current-induced Magnetization Switching and Dzyaloshinskii-Moriya Interaction in Co/Pt/Co Multilayer System
本研究针对Co/Pt/Co异质结构，通过调控Pt厚度改变层间交换耦合强度，结合实验与模拟探究其与DMI及多能级磁化翻转的关联，揭示了二者的相互作用机制，为存储器件应用提供了新思路。
2023-12-20 cond-mat.mes-hall
Twisted exchange interaction between localized spins embedded in a one- or two-dimensional electron gas with Rashba spin-orbit coupling
本文从理论上研究了Rashba自旋轨道耦合下一维和二维的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。我们发现，由于SO耦合的传导电子的自旋的旋转导致的扭曲RKKY本地化的自旋之间的相互作用，其中包括三个不同的条款：海森堡，Dzyaloshinsky-Moriya，和伊辛相互作用。我们还表明，有效的自旋哈密顿量减少到通常的RKKY相互作用哈密顿量在扭曲的自旋空间中的自旋量子化轴的一个本地化的自旋旋转。
2003-11-04 cond-mat.mes-hall
Supercurrent-induced spin switching via indirect exchange interaction
本文提出利用常规超导体中的无耗散超流调控表面两个自旋杂质间的间接交换相互作用，从而以极低耗散实现超流诱导的自旋翻转，无需三重态库珀对或特殊材料。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological phase of the interlayer exchange coupling with application to magnetic switching
我们表明，从理论上讲，层间交换耦合（IEC）的相位进行了拓扑结构的变化约$2π$的铁磁（FM）铅的化学势跨越杂化间隙（HG）。该效果在很大程度上与系统的详细参数无关，特别是间隙的宽度。这意味着，对于一个狭窄的差距，在铅的化学势的小扰动可以给出一个符号反转的交换耦合。这提供了在诸如MRAM的自旋电子器件中控制磁化切换的可能性，而功耗很小。此外，我们相信，这种效果已经被间接观察到，在现有的测量IEC作为温度和掺杂的铅的函数。
2017-09-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Low-energy magnetoelectric control of domain states in exchange-coupled heterostructures
反铁磁体的电操纵是近年来零杂散场自旋电子学器件研究的热点之一。通常，反铁磁介质用于信息存储器和存储的应用需要具有铁磁层的异质结构，用于通过交换偏置场读出。在磁电和多铁性反铁磁体中，交换耦合施加了额外的阻碍（能量势垒），以通过施加的磁电能量进行磁化反转。我们提出并验证了一种方法来克服这一障碍。我们控制所需的能量切换的磁畴在磁电\cro膜通过补偿交换耦合能量的铁磁层与塞曼能量的小体积自发磁化发现溅射\cro膜。基于场冷却过程的简化唯象模型，开关所需的磁场和电场可以被调谐。作为一个例子，反铁磁畴的开关周围的零阈值电场被证明在磁场为2.6 kOe。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
An Effective Reduction of Critical Current for Current-Induced Magnetization Switching by a Ru Layer Insertion in an Exchange-Biased Spin-Valve
最近，已经预测，自旋极化的电流直接流过磁性元件的平行面（CPP）可以通过自旋动量转移引起磁化翻转。本文首次报道了在室温下交换偏置自旋阀（ESPVs）中的电流诱导磁化翻转（CIMS）现象。ESPV在具有非常高的临界电流密度的扫频直流电流下表现出CIMS行为。它表明，薄钌（Ru）层插入之间的自由层和顶部电极有效地降低了临界电流密度的CIMS。当自由层的厚度增加时，还观察到“逆”CIMS行为。
2004-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-free Magnetization Switching by Utilizing the Spin Hall Effect and Interlayer Exchange Coupling of Iridium
通过自旋霍尔效应的自旋轨道矩（SOT）的磁化切换代表了用于磁阻随机存取存储器（MRAM）的自旋转移矩（STT）的磁化切换的竞争性替代方案，因为其不需要高密度电流通过隧道结。然而，对于垂直MRAM，自由层的SOT驱动切换需要外部面内场，这对实际应用中的可行性造成限制。在这里，我们展示了无场磁化切换的垂直磁铁，通过利用铱（Ir）层。Ir层不仅通过自旋霍尔效应提供SOT，而且还诱导与面内磁性层的层间交换耦合，这消除了对外部场的需要。Ir层的这种双重功能允许将来构建用于存储器和逻辑应用的磁阻堆叠。实验观察表明，SOT驱动的无场磁化反转的特点是畴形核和扩展。进行微磁建模，以提供在面内交换耦合场的存在下的垂直磁化反转过程的深入理解。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-optical switching at the two-photon limit with interference-localized states
本研究提出基于晶格干涉局域态及其相互作用退局域化的逐光子全光开关，具备开/关两种工作模式，经理论建模验证，可在现有光子材料下实现任意开关对比度与皮秒级单光子开关速度。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dynamics of a magnetic dimer with exchange, dipolar and Dzyalozhinski-Moriya interaction
我们研究了由两个磁矩通过交换、偶极-偶极或Dzyalozhinski-Moriya相互作用耦合而成的磁系统的动力学。我们比较的开关机制和开关速率所引起的三个耦合。对于每个耦合和每个配置的两个各向异性轴，我们描述的开关模式，并使用Langer的动力学理论，我们提供（半）解析表达式的开关速率。然后，我们比较了三个相互作用方面的效率，在逆转的净磁矩的二聚体。我们还研究了能量势垒如何随耦合而变化。对于偶极-偶极相互作用，我们发现，能垒可能增加或减少的耦合取决于后者是弱还是强。最后，在比较各种切换率，我们发现，偶极-偶极耦合导致最慢的磁性二聚体，至于其净磁矩的切换而言。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vortex Dynamics-Mediated Low-Field Magnetization Switching in an Exchange-Coupled System
磁涡旋是软磁纳米盘中拓扑稳定的磁性结构，因此引起了人们的广泛关注。人们对孤立系中磁涡旋的性质进行了大量的研究。在这里，我们展示了一个新的方面的磁涡旋的动力学强烈影响的磁结构的环境。我们利用一个纳米点的交换耦合双层与软磁Ni 81 Fe 19（坡莫合金; Py）具有磁涡旋和垂直磁化的L10-FePt表现出大的开关场（HSW）。在低磁场条件下，自旋波的涡旋动力学使得Py中的过剩能量积累，从而触发L10-FePt的反畴形核。我们的研究结果揭示了反畴成核的非局域机制，并提供了一个有效的HSW减少，是超低功率自旋电子器件所需的路线。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage Controlled Magnetic Anisotropy Based Low Energy Switching of a Ferromagnet on a Topological Insulator
我们提出了一种新的存储器件，它包括一个薄的铁磁层的Fe沉积在拓扑绝缘体薄膜，Bi 2 Se 3。铁磁层具有垂直各向异性，这是由于MgO沉积在Fe的顶面上。当电流在Bi2Se3的表面上通过时，Bi2Se3的表面变为自旋极化，并且在铁磁体中的d电子与在Bi2Se3的表面上传导电流的电子之间发生强交换相互作用。部分电流通过铁磁体分流，这在铁磁体中产生自旋转移力矩。自旋转移力矩和交换相互作用力矩与压控磁各向异性（VCMA）的组合允许铁磁体的超低能量切换。我们进行微磁模拟和预测的顺序为2.5 ns的开关时间和开关能量的顺序为0.45fJ的铁磁位与43kBT的热稳定性。拓扑绝缘体上的垂直各向异性铁磁体的这种超低能量和高速VCM诱导的切换可以用于能量高效的存储器设计。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall
Spin Dynamics, Loop Formation and Cooperative Reversal in Artificial Quasicrystals with Tailored Exchange Coupling
非周期性和非常规的旋转对称性使准晶结构表现出前所未有的物理和功能特性。在磁性方面，人工铁磁准晶表现出膝关节异常，这表明通过非随机切换可重新编程的磁性。然而，短程交换和远程偶极相互作用对于优化可重构功能的决定性作用尚未明确。我们报告的宽带自旋波光谱和X射线光电子显微镜不同的准晶格组成的铁磁Ni81Fe19纳米棒排列在非周期性彭罗斯和阿曼平铺不同的交换和偶极相互作用。我们对部分反转准晶的磁态进行了成像，并从电荷模型、几何阻挫和磁通闭合环的形成等方面分析了它们的结构。只有交换耦合的晶格被发现显示出特定的聚集现象和非随机开关。交换和偶极耦合准晶显示磁振子激发与小环路测量中的窄线宽。因此，自旋电子学和磁电子学中的可重构功能成为现实。
2022-05-17 cond-mat.mes-hall
Role of the Non-Collinear Polarizer Layer in Spin Transfer Torque Switching Processes
我们最近报道，自旋转移力矩开关电流密度是非常敏感的，不仅结的大小，但也交换刚度常数的自由层根据微磁学模拟。由于非相干自旋翻转过程的存在，所得结果非常复杂，与宏观自旋模型相差甚远。当我们采用非共线极化层时，开关电流密度对结尺寸和交换刚度常数的依赖性变得系统化。研究发现，非共线极化层通过打破对称自旋组态增强了自旋动力学的相干性。
2013-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Torques in Point Contacts to Exchange-Biased Ferromagnetic Films
研究了反铁磁薄膜交换钉扎非磁性针尖与铁磁薄膜点接触时的磁滞磁阻效应。测量的电流驱动和场驱动的磁滞的分析同意最近提出的表面自旋阀的模型，其中在界面处的自旋取向可以是不同的，在大部分的膜。在低场的磁阻开关被观察到显着依赖于交换钉扎的方向，这允许识别这种转变作为内部自旋的反转钉扎铁磁膜。因此，在较高场的切换是由于在铁磁体的顶表面处的点接触芯中的自旋反转，并且当交换钉扎方向或磁场方向变化时不表现出任何净场偏移。表面自旋的切换场的这种幅度在接触与接触之间以及有时在扫描与扫描之间显著变化，这表明在非常高的电流密度下和/或由于点接触的特定微结构，表面磁化率可以改变。相反，在高电流下，没有观察到交换偏置对内部自旋的影响的变化，这可能是由于远离纳米尺寸的点接触芯的电流密度的快速下降。
2010-02-01 cond-mat.mes-hall
Optical signals of spin switching using the optical Stark effect in a Mn doped quantum dot
利用光学斯塔克效应可以强烈地影响嵌入单个半导体量子点中的单个Mn原子的光诱导自旋动力学。交换相互作用引起量子点电子和Mn之间的同时自旋翻转。在时域中，这些翻转对应于交换引起的拉比振荡，其通常是非共振的。通过施加失谐的激光脉冲，翻转中涉及的状态可以通过光学斯塔克效应使拉比振荡的振幅增加到1而进入共振。在本文中，我们从理论上研究如何在时间分辨光谱中监测这种自旋动力学。在光谱中，交换相互作用导致激子线分裂成六条线，每条线对应于六个Mn自旋态中的一个。Mn自旋的动力学行为由作为时间的函数的各个线的强度反映。当施加非共振光脉冲时，谱线的光谱位置偏移，但仍然可见翻转动态。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall
Field-Free Switching in Symmetry Breaking Multilayers: The Critical Role of Interlayer Chiral Exchange
研究了Pt/Co多层膜系统中层间DMI诱导的对称性破缺，阐明了其有效场随堆叠数递减的趋势，并证实i-DMI在电流诱导无场翻转中起主导作用。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon transport and spin current switching through quantum dots
研究了两个自旋为1/2的局域量子点与两个铁磁绝缘体耦合的量子点中的非平衡自旋电流。的点内磁场和交换耦合，不同的点水库耦合配置的影响，和磁振子化学电势差与磁场梯度上的自旋电流的影响进行检查。我们讨论了各种自旋开关机制，发现与电子输运相反，自旋电流对特定的耦合组态和能带边缘非常敏感。特别是，我们确定1-和2-磁振子运输过程中，可以导致自旋电流的共振和反共振。
2005-06-30 cond-mat.mes-hall
Switching energy-delay of all-spin logic devices
寻找数字电子电路的低功率替代方案的需要已经导致对替代切换方案的兴趣增加，所述替代切换方案如磁量子元胞自动机（MQCA），其在通过其磁场通信的纳米磁体中存储信息。最近的一项被称为全自旋逻辑（ASL）的提议提出了使用自旋电流在纳米磁体之间进行通信，自旋电流在空间上是局部的，并且可以方便地路由。本文的目的是提出一个模型ASL设备，是基于既定的物理和基准对现有的实验数据，并使用它来调查ASL设备的开关能量延迟。
2010-12-03 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit field switching of magnetization in ferromagnetic films with perpendicular anisotropy
作为传统磁场的替代方案，本文提出了一种基于空间反转非对称平面内巡游电子通过s-d交换相互作用所经历的Rashba场的有效自旋轨道场来控制磁化强度的方法.在具有垂直磁晶各向异性的铁磁薄膜中，利用电流感生的自旋轨道场，在面内施加很小的磁场即可实现磁化翻转。由短至10 ps的电流脉冲诱导的自旋轨道场可以有效地引发超快磁化翻转，具有实验上可实现的电流密度。整个开关过程在100 ps左右完成。
2012-06-07 cond-mat.mes-hall
Switching of biaxial synthetic antiferromagnets: a micromagentic study
我们模拟了纳米合成反铁磁体（SAF）的开关行为，最近的实验进展的晶体反铁磁体的自旋轨道转矩开关的启发。SAF由两层具有面内双轴各向异性和层间交换耦合的铁磁薄膜组成。来自SAF的相对表面的交错场状Rashba自旋轨道扭矩引起倾斜的净磁化，这触发了驱动Néel矢量的90 $^\circ$切换的正交扭矩。由类场自旋轨道扭矩驱动的这种动力学允许具有增加的吉尔伯特阻尼的更快切换，而不会显著有害地增加阈值切换电流密度。我们的研究结果指出，作为模型系统，基于简单的铁磁金属，模拟反铁磁器件物理的SAF的潜力。
2018-11-22 cond-mat.mes-hall
Current driven switching of magnetic layers
研究了自旋电流作用下铁磁金属/非磁金属/铁磁金属自旋阀中磁性层的开关现象。我们发现，主要贡献的开关来自铁磁层之间的非平衡交换相互作用。这种相互作用定义了具有最小能量的层的磁配置，并建立了临界开关电流的阈值。取决于临界电流的方向，相互作用改变符号，并且给定的磁配置变得不稳定。为了模拟开关过程的时间依赖性，我们推导出一组耦合的Landau-Lifshitz方程的铁磁层。非平衡交换耦合中的高阶项允许系统演化到其稳态构型。
2000-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Incoherent magnetization dynamics in strain mediated switching of magnetostrictive nanomagnets
对不同尺寸的磁致伸缩纳米磁体在应力作用下的磁化强度变化进行了微磁学研究。退磁，交换和应力各向异性能量之间的相互作用被用来解释丰富的物理尺寸依赖的磁化强度动态调制应力各向异性在平面纳米磁体诱导。这些研究对纳米磁体中应变介导的超低能磁化变化及其在节能纳米磁计算系统中的应用具有重要意义。
2015-11-14 cond-mat.mes-hall
Effect of exchange interaction on the spin fluctuations of localized electrons
本文发展了体半导体中定域在施主上的电子系综自旋涨落的微观理论。同时考虑了电子自旋与晶格核自旋的超精细相互作用和电子间的交换相互作用。我们提出了一个计算局域载流子系综自旋噪声谱的团簇模型。它已被证明，电子-电子交换相互作用导致一个有效的平均随机核场和自旋涨落谱的峰值向低频移动。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Localized magnetic moments in a Dirac semimetal as a spin model with long--range interactions
我们之间的连接问题的热力学局部磁矩在狄拉克半金属，与相对论电子的相互作用，导致有效的铁磁交换之间的时刻，和现有的理论处理远程交换相互作用。我们指出，V. Cheianov等人（Phys. Rev. B { \bf 86}，054424（2012））对半金属中磁性杂质稀系综自由能的高温展开结果表明了该模型中存在一个新的无序不动点.
2015-07-30 cond-mat.mes-hall
Thermally induced antiferromagnetic exchange in magnetic multilayers
我们展示了尖锐的热诱导铁磁和反铁磁RKKY交换之间的开关在自旋阀的间隔将薄稀释铁磁层作为核心。我们说明了背后的效果的机制，由于居里过渡到其顺磁状态引起的间隔的有效厚度的变化。
2017-06-20 cond-mat.mes-hall
Exchange Splitting of a Hybrid Surface State and Ferromagnetic Order in a 2D Surface Alloy
表面合金是用于定制表面的自旋相关性质的高度柔性材料。在这里，我们研究了在Ag（111）晶体上形成的DyAg $_2$表面合金的自旋相关能带结构。我们发现在$40\,$ K下局域Dy 4f态存在明显的交换自旋分裂，表明局域Dy磁矩之间存在铁磁耦合.这些时刻之间的磁耦合介导的间接，RKKY样交换耦合通过自旋极化电子的空穴状Dy-Ag混合表面状态。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall
Pinning and switching of magnetic moments in bilayer graphene
利用非限制性Hartree-Fock方法研究了双层石墨烯中晶格空位引起的局域态的磁性。我们表明，与现实的参数值和实验可访问的栅极电压，我们可以有一个非极化和完全极化系统之间的磁切换。
2009-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Polarized Transport Through a Single-Molecule Magnet: Current-Induced Magnetic Switching
从理论上研究了自旋极化电流作用下单分子磁体的磁开关。电极之间的电荷转移通过SMM的最低未占分子轨道（LUMO）发生。通常，考虑LUMO能级的双重占据和有限的原位库仑排斥。由于LUMO能级上的电子与SMM的自旋之间存在交换相互作用，后者可以被逆转。微扰法（费米黄金法则）被用来计算电流-电压特性。分析了库仑相互作用对开关过程的影响。
2007-08-08 cond-mat.mes-hall
Spin interactions and switching in vertically tunnel-coupled quantum dots
我们确定了位于两个垂直隧道耦合量子点中的两个电子之间的自旋交换耦合J，以及当施加磁场（B）和电场（E）（平面内和垂直）时它的变化。我们预测J的强烈下降，因为面内B场的增加，主要是由于轨道压缩。与塞曼分裂相结合，这导致了单重态-三重态交叉，这可以被观察到为在几特斯拉的面内场和典型的自组装点的10特斯拉量级的垂直场处的磁化中的明显跳跃。我们使用调和势来模拟电子的束缚，并使用Heitler-London和Hund-Mulliken技术计算交换J，包括长程库仑相互作用。我们的研究结果提供了实验标准的区别单重态和三重态，因此微观自旋测量。在不同尺寸的点耦合的情况下，我们提出了一种简单的方法来开关的自旋耦合与指数灵敏度使用面内电场。切换自旋耦合对于使用电子自旋作为量子比特的量子计算是必不可少的。
1999-10-07 cond-mat.mes-hall
Switching perpendicular magnets for Processing-in-memory with voltage gated Weyl Semimetals
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；University of Nebraska（内布拉斯加大学）
本研究提出基于应变外尔半金属的SWSM-SOTRAM存内计算器件，揭示两种自旋轨道转矩机制，通过应变调控交换塞曼场调谐自旋霍尔效应，结合理论计算与模拟确立翻转机制，为存内计算器件提供新方案。
2025-11-19 cond-mat.mes-hall
Microscopic foundation for orbitronics: orbital exchange interactions, orbital-dependent transport, and orbital switching
University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；The George Washington University（乔治华盛顿大学）
该研究推广安德森-近藤模型构建轨道交换相互作用理论框架，揭示轨道极化电流可直接操控局域磁矩，为轨道电子学奠定微观基础并提供磁化电致切换的新机制。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dynamical exchange interaction between localized spins out of equilibrium
研究了非平衡条件下吸附在二维表面上的电子介导的局域自旋交换相互作用。发现有效的自旋-自旋相互作用既依赖于衬底的自旋极化，也依赖于局域自旋的激发谱。对于衬底的空间各向异性自旋极化，相互作用的空间依赖性包括衰减为sin（2k_FR）/（2k_FR）和sin（2k_FR）/（2k_FR）^2的分量。
2010-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic sensitivity distribution of Hall devices in antiferromagnetic switching experiments
我们分析了用于测量磁阻效应的器件结构中的横向霍尔型电压上的局部磁自旋织构的复杂影响。我们发现一个高度本地化和不对称的磁灵敏度在八端的几何形状，经常用于电流感应开关实验，例如探测反铁磁材料。以反铁磁NiO/Pt的电流感应开关为例，基于直接成像观察到的畴开关模式，我们估计了与开关事件相关的自旋霍尔磁阻信号的变化。该估计与减去非磁性贡献之后的实际电数据相关。这里，具有根本不同的切换模式的三个测量几何结构之间的相关性的一致性强烈地指示了所测量和分析的电信号的磁源。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The magneto-optical Barnett effect and spin momentum transfer:Magnetization switching by circularly polarized light
偏振光的相互作用与自旋耗散的存在下被证明是等价的自旋转移过程，可以导致开关。在等离子体中，自旋转移由自旋-自旋交换项主导，而在较低的能量密度下，它由光学Barnett效应主导。后一种效应与光学声子结合使用，以预测飞秒磁化反转相信是最近测量的GdCoFe薄膜。基于Bloch和Landau-Lifshitz方程的传统方法不能再现这种超快开关。
2007-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Exchange Gate in Solid State Spin Quantum Computation: The Applicability of the Heisenberg Model
固态量子计算方案依赖于纳米结构中局域自旋之间交换门的绝热操作。本文研究了外磁场中半导体量子点间海森堡相互作用的修正。使用精确对角化，我们得到的绝热近似的有效性制度。我们还发现定性校正海森堡模型在高磁场和循环阵列的自旋。局域自旋的环形几何产生通量相关的多自旋项，超出了基本海森堡模型。
2005-09-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin relaxation of localized electrons in n-type semiconductors
本文从理论上讨论了决定n型半导体杂质带定域电子自旋弛豫时间的机制，并与已有的实验数据进行了比较。非平衡角动量的弛豫时间被证明是有限的超精细相互作用，或自旋轨道相互作用过程中的交换诱导自旋扩散。自旋系统中的能量弛豫时间由声子辅助的跳跃决定，最佳距离约为4玻尔半径。施主束缚电子的自旋相关时间由与其他局域电子的交换相互作用或自由导带电子的自旋翻转散射决定。本文讨论了局域电子自旋系统光学冷却的可能性。
2008-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exchange-driven magnetoresistance in silicon facilitated by electrical spin injection
我们使用电自旋注入探测磷掺杂硅（Si：P）中的交换相互作用。的检测是通过磁阻效应，证明了交换的效率，在压印自旋信息从磁铅到本地化的时刻在Si：P区域。在电学汉勒效应测量中，实验观察到了一种只存在于低温下的独特的洛伦兹形信号（$\lesssim 25 K$），并对其进行了理论分析。它源于Si：P中的中性杂质对电子的自旋相关散射。该信号的形状与自旋弛豫没有直接关系，而是与位于相邻杂质上的自旋极化电子之间的相互作用有关。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Switching of a Single Molecular Magnet due to Spin-Polarized Current
从理论上研究了自旋极化电流在铁磁金属电极间流动引起的单分子磁体（SMM）的磁开关。假设电极的磁矩与分子的易磁化轴共线且平行。电子隧穿通过磁引线之间的势垒经由交换相互作用耦合到SMM。根据费米黄金法则计算流过系统的电流以及SMM的自旋弛豫时间。结果表明，通过在两个磁电极之间施加电压，可以反转SMM的自旋。此外，开关反映在相应的电流-电压特性中。
2007-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
