Electrical Control of Spin-polarized Topological Currents in Monolayer WTe$_2$
我们证明了在低对称性量子自旋霍尔绝缘体中拓扑保护边缘态的自旋取向的相干电操纵的可能性。通过使用从头算模拟，基于量子力学的建模和大规模计算的自旋霍尔电导率的组合，它表明，小电场可以有效地改变单层1 T '-WTe 2的边缘电流的自旋纹理高达90度的自旋旋转，而不会危及其拓扑特征。这些发现表明了一种新型的栅极可控自旋器件，拓扑保护免受混乱和相关的拓扑自旋电子学的发展。
2022-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall propagation due to the synchronization with circularly polarized microwaves
寻找一个新的控制磁性纳米结构中磁畴壁（DW）运动的参数是非常重要的，特别是对于自旋电子学的应用。在这里，我们表明，在GHz频率（微波）的圆极化磁场（CPMF）可以有效地驱动DW沿磁性纳米线传播。确定了两种运动模式：低频下的刚性DW传播和高频下的振荡传播。此外，CPMF下的DW运动等效于Khvalkovskiy等人最近提出的垂直于平面磁位形的电流中的均匀自旋电流下的DW运动[Phys.Rev.Lett. 102，067206（2009）]，并且CPMF频率起电流的作用。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Spin Injection in Multi-Wall carbon NanoTubes with transparent ferromagnetic contacts
我们报告电自旋注入测量多壁碳纳米管。我们使用具有x $\approx$ 0.7的铁磁合金Pd $_{1-x}$ Ni $_{x}$，其允许获得在300 $K$下具有低至5.6 $kΩ$的电阻的器件。低于100 $kΩ$的器件电阻在300 $K$时的产率约为50%。我们在2 $K$测量由于铁磁引线的磁化反转引起的滞后磁阻。反平行（AP）取向和平行（P）取向的电阻之间的相对差为约2%。
2004-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall induced spin-polarized flat bands in antiferromagnetic topological insulators
费米子系统中的平带是一种有效质量发散、群速度接近于零的无色散单粒子态。这些平坦的能带有望支持基态的奇异性质，这可能对广泛的有希望的物理现象很重要。对于许多应用来说，在狄拉克材料中具有这样的态是非常理想的，但到目前为止，它们只在非磁性狄拉克系统中被报道。在这项工作中，我们提出了一个实现的拓扑保护的自旋极化平面带的磁畴壁产生的平面磁性拓扑绝缘体。利用第一性原理材料设计，我们提出了一个家庭的本征反铁磁拓扑绝缘体具有面内亚晶格磁化和高Néel温度。这样的系统可以以自然的方式容纳畴壁。对于这些材料，我们证明了在费米能级附近的自旋极化平坦带的存在，并讨论了它们的性质和潜在的应用。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Electrical Detection of Spin Polarized Currents in Topological Insulators
拓扑绝缘体（TI）是一类新型量子材料，在表面态表现出无质量狄拉克费米子的自旋动量锁定（SML）。通常的光学方法，如角度和自旋分辨光电子能谱，已被用来观察螺旋自旋极化的表面态的三维（3D）TI到室温。最近，自旋极化的表面电流在3D TI检测的电气方法使用铁磁（FM）接触在横向自旋阀测量几何。然而，迄今为止，用这种电学方法探测自旋织构仅限于125K以下的温度，这限制了其应用潜力。在这里，我们展示了室温下的电检测的自旋极化的表面上的Bi $_2$ Se $_3$由于SML通过采用自旋敏感FM隧道接触。在Bi $_2$ Se $_3$表面上的电流诱导自旋极化在室温下通过测量自旋阀信号同时切换FM检测器的磁化方向来探测。自旋信号随电流偏置线性增加，与电流方向相反的符号，表现出弱的温度依赖性，并随着TI厚度的增加而减小，理论预测。我们的结果证明了3D TI表面上自旋极化的电检测，这可能会导致环境温度下创新的基于自旋的量子信息技术。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Transport Across an Individual Magnetic Domain Wall in (Ga,Mn)As Microdevices
最近的研究表明，一个单独的磁畴壁（DW）可以被捕获和可重复地定位在多端（Ga，Mn）As微器件。从这样的测量中获得的电阻被发现由于这个单一实体的存在而可测量地改变。为了阐明这些意见，我们开发了一个简单的模型沿多端设备中存在一个单一的DW的电位分布。这是用来计算的效果，一个单一的DW上的纵向和横向阻力。该模型提供了非常好的协议与实验观察，并强调从简单的理论的重要偏差。我们表明，测量沿通道的横向电阻允许建立的位置和形状的DW包含在it.An实验方案的开发，使明确提取的固有DW电阻率。这使得本征贡献可以与源于体材料的磁致伸缩性和磁各向异性区分开来，这些效应通常表现为实验中的大背景。
2004-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rapid Domain Wall Motion in Permalloy Nanowires Excited by Spin-Polarized Current Applied Perpendicular to the Nanowire
研究了垂直于坡莫合金纳米线施加的交变自旋极化电流激发下的磁畴壁动力学。自旋扭矩铁磁共振测量表明，DW振荡在纳米线中的钉扎站点可以激发高达800 m/s的速度在电流密度低于10 $^7$ A/cm $^2$。
2010-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Optimal time-dependent polarized current pattern for fast domain wall propagation in nanowires: Exact solutions for biaxial and uniaxial anisotropies
纳米磁学中的一个重要问题是降低技术上有用的畴壁（DW）传播速度所需的电流。基于修正的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程，同时考虑了Slonczewski自旋转移矩和类场矩，推导了DW沿纳米线快速传输的最佳自旋电流模式.在这样的条件下，DW的速度在双轴线可以提高多达十倍的速度相比，在实验中取得的。此外，自旋极化的快速变化可以帮助DW脱钉。可能的实验实现进行了讨论。
2010-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of valley polarized charged biexcitons in monolayer WS$_2$
本研究针对范德华半导体中激子电学操控受电中性与掺杂损耗限制的问题，实现了单层WS₂中带电双激子谷极化的动态调控，圆偏振度最高提升6倍，并观测到带电态布居的非单调开关行为，揭示了激子态间的相干相互作用。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Velocity of domain-wall motion induced by electrical current in a ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As
在垂直磁各向异性的（Ga，Mn）As中，利用磁光克尔效应观测到了电流感生畴壁运动，其速度跨越5个数量级，最高可达22 m/s。的数据被用来验证自旋转移的Slonczewski机制，以及在畴壁区域的自旋翻转过渡所产生的扭矩的理论。在低电流畴壁蠕变的证据被发现。
2006-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Electrical and Thermal Transport in Metallic Single-Wall Carbon Nanotubes on Insulating Substrates
我们分析了金属单壁碳纳米管（SWNTs）在绝缘衬底上的偏置范围内的空气中的电击穿的运输。为了解释焦耳自加热，电传输的温度依赖性Landauer模型与沿纳米管的热传导方程相耦合。研究发现，单壁碳纳米管在空气中的电击穿电压与其长度呈线性关系，约为5 V/um;我们利用这一点推导出单壁碳纳米管和基底之间的热导率g ~ 0.17 +/- 0.03 W/K/m/管长度，这似乎受到限制单壁碳纳米管-基底界面，而不是基底本身的热性能。我们研究声子散射机制限制电子输运，并发现强烈的温度依赖性的光学声子吸收率有显着影响的电阻的微米长度的纳米管。进一步的分析表明，与典型的金属不同，在室温下，电子对金属纳米管总热导率的贡献小于15%，并且这种贡献在高偏压或更高温度下会降低。对于金属SWNT的互连应用，如果功率密度被限制在5 uW/um以下，或者如果SWNT周围的热界面被优化，则可以避免显著的自加热。
2007-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall propagation in magnetic nanowires by spin polarized current injection
我们演示了通过磁性纳米线的头对头畴壁的运动，简单地通过畴壁的电流，没有任何外部磁场施加。该效应取决于电流的方向和大小，并允许畴壁通过复杂的纳米线形状直接传播，这与磁场诱导传播的情况相反。对该机构的效率进行了评估，发现作用在壁面上的有效力等于0.88 × 10 ~（-9）N·A ~（-1）。
2003-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Electrical measurement of antivortex wall eigenfrequency
在磁性纳米结构中对铁磁反涡旋壁的动力学进行了实验研究。两种不同的技术已被用来独立测量的本征频率的反涡壁，如谐振激励的正弦微波和阻尼谐振激励引起的短电压脉冲。首次在频域中直接观测到反涡壁形核。电测量的反涡动力学在频域揭示了多本征模的存在，以及非线性行为的大激励振幅。对反涡壁的时间分辨测量表明，阻尼旋转的频率与频域频率相近，同时存在自旋波激发。
2011-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
In-Plane Anisotropies of Polarized Raman Response and Electrical Conductivity in Layered Tin Selenide
具有正交晶格结构的IV-VI族化合物SnSe最近由于其出乎意料的低热导率和高功率因数而引起了特别的兴趣，显示出热电应用的巨大前景。SnSe由于具有褶皱的低对称面内晶格结构而显示出有趣的各向异性。低维材料具有提高功率因数和降低热导率的优点，在提高热电转换效率方面具有潜在的优势。全面研究SnSe纳米结构的光学和电学各向异性是利用材料特性制造高性能器件的必要前提。在这里，我们合成的单晶SnSe纳米片（NPs）的化学气相沉积。SnSe纳米颗粒的偏振拉曼光谱的角度依赖性显示出反常的各向异性光-物质相互作用。SnSe纳米颗粒的角分辨电荷输运表现出强的各向异性导电行为。这些研究阐明了各向异性的相互作用，这将是用于未来的SnSe在电子，热电和光电子器件。
2017-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of magnetic viscosity on domain wall dynamics under spin-polarized currents
本文从理论上研究了磁粘滞性对电流驱动畴壁动力学的影响。特别是，我们研究如何畴壁脱钉过渡，驱动的热激活，绝热和非绝热自旋扭矩的影响。我们发现描述激活在一个单一的能量势垒的跃迁速率的阿留申定律仍然适用于电流下，但与电流依赖的势垒高度。我们表明，有效的能量势垒是占主导地位的线性电流依赖在通常的实验条件下，与变化，仅取决于非绝热自旋力矩系数β。
2009-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Control of Domain Wall Position by Electrical Current in Structured Co/Ni Wire with Perpendicular Magnetic Anisotropy
本文报道了用磁力显微镜直接观察具有垂直磁各向异性的Co/Ni结构线中电流驱动的畴壁运动。导丝具有用于定义DW位置的凹口。结果表明，单脉冲电流可以精确地控制直缝焊接的位置，直缝焊接速度高达40 m/s。
2008-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electrical tuning of layer-polarized exciton gases in WSe2 bilayers
通过堆叠二维原子晶体形成的范德华异质结构是探索新现象和功能的独特平台。层间激子是范德华异质结构中空间分离的电子-空穴对的束缚态，已被证明具有丰富的谷物理和光电子学应用的潜力，并被提出用于促进高温超流性。在这里，我们展示了高度可调层极化激子的平面外电场在同质双层过渡金属二硫属化物。从负到正的层极性的连续调谐已经实现，这是不可能的异质双层由于存在大的内置界面电场。在激子共振能量中观察到了高达~ 100 meV的大的线性场致红移。斯塔克效应伴随着激子复合寿命的增强超过两个数量级至> 20 ns。长的复合寿命使得在中等连续波光泵浦下可以产生密度高达1.2*10^11 cm^-2的层极化激子气体。我们的结果为在原子级薄半导体中实现简并激子气体铺平了道路。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-local electrical detection of spin-polarized surface currents in the 3D topological insulator BiSbTeSe$_{2}$
本研究采用带铁磁电极的非局域输运结构，电学探测三维拓扑绝缘体BiSbTeSe₂的自旋极化表面电流，揭示了温度对非局域信号的影响及非局域与局域结构自旋信号比的差异，为理解拓扑表面态输运提供了实验依据。
2025-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection and detection in lateral all-semiconductor devices
首次在单晶片、全半导体、GaAs基横向自旋电子器件中实现了自旋极化电子的电注入和探测，该器件采用p+-（Ga，Mn）As/n+-GaAs铁磁江崎二极管作为自旋对准接触。通过江崎隧穿将自旋极化空穴转换成自旋极化电子在自旋注入效率的偏置依赖性中留下了印记，其最大值达到相对高的50%。
2008-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Electrical half-wave rectification at ferroelectric domain walls
铁电畴壁代表了多功能的二维元素，具有很大的潜力，在纳米级的新器件范例。不适当的铁电显示特别有前途的畴壁类型，由于其独特的鲁棒性，是施加特定电子行为的理想模板。例如，化学掺杂诱导p型或n型特性，并且电场在阻性和导电畴壁状态之间可逆地切换。在这里，我们展示了二极管式转换的交流（AC）到直流（DC）输出的基础上中性180 $^{\circ}$域壁不适当的铁电ErMnO $_3$。通过结合扫描探针和介电谱，我们表明，整流发生的频率在畴壁被固定到它们的平衡位置。输出的实际频率范围和幅度由体电导率控制。利用密度泛函理论，我们归因于在中性壁的氧缺陷的积累的输运行为。我们的研究揭示了畴壁作为二维半波整流器，扩展到AC技术领域的畴壁为基础的纳米电子应用。
2018-03-22 cond-mat.mtrl-sci
All-Electrical Layer-Spintronics in Altermagnetic Bilayer
本研究提出反铁磁双层膜的层-自旋锁定方案，通过第一性原理计算证实CrS双层膜可利用面外电场实现室温下87%的可反转自旋极化，开创了层自旋电子学的新方向。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Micromagnetism in (001) magnetite by spin-polarized low-energy electron microscopy
自旋极化低能电子显微镜被用来成像磁铁矿晶体（100）表面取向。在该表面中观察到的磁畴图案的自旋相关图像集用于以高空间和角分辨率映射磁化矢量的方向。我们发现磁畴沿表面[110]方向磁化，畴壁结构包括90°和180°畴壁。一种异常弯曲的畴壁被解释为180°布洛赫壁的Néel帽表面终端。
2013-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Functionalization on Thermal Properties of Single-Wall and Multi-Wall Carbon Nanotube - Polymer Nanocomposites
已知碳纳米管的羧基官能化（-COOH基团）改善其分散性质并增加碳纳米管-聚合物纳米复合材料的导电性。我们已经通过实验研究了这种类型的功能化对纳米复合材料的热导率的影响。结果发现，虽然即使少量的碳纳米管（~1重量%）可以提高导电性，但需要更大的负载分数（~3重量%）来提高纳米复合材料的导热性。功能化的多壁碳纳米管作为填料材料的表现最好，导致同时改善复合材料的电性能和热性能。单壁碳纳米管的功能化降低了热导率的提高。所观察到的趋势被解释的事实，而表面官能化增加碳纳米管和聚合物基体之间的耦合，它也导致形成的缺陷，这阻碍了声学声子在单壁碳纳米管的传输。所得结果对碳纳米管和石墨烯作为填料改善复合材料的热、电和机械性能具有重要意义。
2013-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Resonance-like electrical control of electron spin for microwave measurement
我们证明了自旋极化电子流可以与微波电场发生共振相互作用。自旋-轨道相互作用产生与电流成比例的有效磁场。在存在直流和交流电场分量的情况下，如果交流频率与由直流场控制的自旋进动频率相匹配，则发生电子自旋共振。在一个由两个自旋极化接触连接的二维通道组成的设备中，这种机制允许电调谐检测交流信号的频率和幅度。对于GaAs，这样的检测在几十千兆赫左右的频域中是有效的。
2004-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport between epitaxial manganites and carbon nanotubes
在分子水平上进行自旋电子学的可能性可以在将完全自旋极化的氧化物（例如锰氧化物）与碳纳米管组合的装置中实现。然而，目前尚不清楚这种不同材料系统之间的电传输是否可行。在这里，我们表明，锰氧化物-纳米管-锰氧化物器件的室温电导率仅为类似的钯-纳米管-钯器件中记录的值的一半。有趣的是，前者在低于200 K的相对高温下的电导率显示出赝隙。我们的研究结果表明，新的自旋电子学异质结构，充分利用自旋极化的源和漏的可能性。
2005-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection into multilayer graphene from highly spin-polarized Co2FeSi Heusler alloy
我们展示了从高度自旋极化的Co2 FeSi（CFS）Huesler电极在横向自旋阀器件中向多层石墨烯（MLG）中的电自旋注入。通过基于聚合物的转移方法将剥离的MLG转移到在Si（111）衬底上生长的预图案化外延CFS线上。这种方法使我们能够制造多个单晶CFS电极与MLG接触。通过非局域磁电阻（MR）测量检测从CFS到MLG的电自旋注入。观察到430欧姆的非局部自旋信号;这是石墨烯基器件中所有报告的非局部MR值中的最大值。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bidirectional spin-wave-driven domain wall motion in antiferromagnetically coupled ferrimagnets
我们从理论和数值上研究了圆极化自旋波诱导的亚铁磁畴壁动力学。我们发现畴壁运动的方向既取决于自旋波的圆极化，也取决于亚铁磁体净自旋密度的符号。在角动量补偿点以下，左（右）圆极化自旋波将畴壁推向（远离）自旋波源。另一方面，在角动量补偿点以上，畴壁运动的方向相反。这种双向运动起源于自旋波引起的磁振子扭矩的符号取决于圆极化和畴壁对磁振子扭矩的后续响应由净自旋密度决定的事实。我们的发现提供了一种利用自旋波作为双向畴壁运动的通用驱动力的方法。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized electronic structures and transport properties of Fe-Co alloys
利用Kubo-Greenwood公式计算了Fe-Co合金中随机合金无序引起的电导率。在低温下，所得到的电阻率与实验数据定量吻合。由电导率（86%）估算的Fe_（50）Co_（50）的自旋极化与费米能级态密度（-73%）的自旋极化符号相反。研究发现，电导率主要由s电子决定，少数自旋态的s电子由于受到d电子态密度较大的强散射而导电性较低.
2009-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Detection of Spin Accumulation at a Ferromagnet-Semiconductor Interface
我们表明，自旋极化电子的积累在一个正向偏置的铁和n-GaAs之间的肖特基隧道势垒可以检测到电。自旋积累导致势垒上的额外电压降，该电压降被小的横向磁场抑制，该横向磁场使半导体中的自旋去极化。电积累信号对磁场、偏置电流和温度的依赖性与自旋极化输运的漂移扩散模型的预测吻合得很好。
2006-02-04 cond-mat.mtrl-sci
A scalable network model for electrically tunable ferroelectric domain structure in twistronic bilayers of two-dimensional semiconductors
在具有对称性破缺界面的二维半导体双层膜中，小角度扭曲的莫尔结构形成具有周期性交替的面外极化的铁电畴阵列。在这里，我们提出了一个网络理论，这种FE域结构的可调谐性，通过施加一个电场垂直于二维晶体。使用多尺度分析，我们推导出一个完全参数化的弦理论描述的畴壁网络，并表明它经历了质的变化，弧后的部分位错像畴壁合并（网络节点附近）成条纹的完美的螺旋位错，这发生在依赖于DWN周期的阈值位移场。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conduction at domain walls in insulating Pb(Zr$_{0.2}$Ti$_{0.8}$)O$_3$ thin films
在最近发现的畴壁功能，在多铁性绝缘体BiFeO 3铁电畴壁的导电观察开辟了令人兴奋的新的可能性。在这里，我们报告的证据，也在180°铁电畴壁在简单的四方铁电PZT薄膜的导电。所观察到的导电表现出非线性，不对称的电流-电压特性，在高温下的热激活和高稳定性。我们将这种行为与畴壁的微观结构相关联，允许局部缺陷分离，以及在我们的局部探针测量中电极的高度不对称性质。
2012-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Giant High-order Nonlinear and Nonreciprocal Electrical Transports Induced by Valley Flipping in Bernal Bilayer Graphene
该研究通过Hartree–Fock计算和Boltzmann输运分析，揭示Bernal双层石墨烯1-口袋迷你能谷极化态可被面内电场翻转，从而产生直流迟滞及强非线性、非互易交流响应。
2025-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current Flow Mapping in Conducting Ferroelectric Domain Walls using Scanning NV-Magnetometry
本研究利用氮空位中心显微镜原位映射铁电畴壁忆阻器的电流密度，发现仅极小部分畴壁网络承担了大部分电流，从而对先前推断的载流子密度进行了两个数量级的修正。
2025-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant excitation of the domain wall oscillations by a parallel current under spin injection
本文讨论了用自旋极化的交流注入电流共振激发磁畴壁振荡来观察自旋注入对铁磁畴结构的影响的可能性。计算了具有平行各向异性的铁磁薄膜中畴壁振荡的固有频率。确定了由自旋极化交流电流激发的畴壁强迫振荡的振幅。然后考虑这种振荡对电流的影响，并预测了交流电流整流和二次谐波产生等非线性现象的出现。
2003-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-High Carrier Mobilities in Ferroelectric Domain Wall Corbino Cones at Room Temperature
近年来，异质带绝缘体（如铝酸镧和钛酸锶）之间的导电异质界面吸引了相当大的研究兴趣。电荷输运已被彻底探索，导电的基本方面已被牢固确立。也许令人惊讶的是，对概念上更简单的导电同质界面的类似见解，例如在同一铁电带绝缘体内分隔不同电极化方向的区域的畴壁，几乎没有那么发达。针对这种差异，我们在这里报告的磁阻在近似圆锥形的180度带电畴壁，这发生在部分开关铁电薄膜单晶锂的氧化物。该系统是理想的这样的测量：首先，畴和畴壁之间的电导率差异是非常和异常大（至少为1013的因子），并且因此驱动通过平面顶部和底部电极之间的薄膜的电流压倒性地沿着壁被引导;其次，当电接触到畴壁的顶部和底部并且沿它们的锥轴施加磁场时（垂直于薄膜表面），则测试几何形状反映了Corbino盘的几何形状，这是用于几何磁阻测量的教科书布置。我们的数据意味着载流子在畴壁具有极高的室温霍尔迁移率高达~ 3，700 cm 2 V-1 s-1。这对于氧化物界面（以及体氧化物）来说是无与伦比的值，并且与通常在低温而不是室温下看到的其他系统中的迁移率最具可比性。
2022-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation and Characterization of the Valley Polarized Topological Kink States in Graphene Based Interferometers
谷极化拓扑扭结态广泛存在于六角晶格系统的畴壁中，在实验中得到了确认，但只给出了非常有限的物理性质。利用由石墨烯畴壁构成的Aharanov-Bohm干涉仪，通过调节磁场或费米能级，研究了纯谷电流在大范围内的周期性调制.对于单层石墨烯器件，存在一个拓扑扭结态，透射系数的振荡具有单周期性。从透射数据中可以提取出$π$ Berry相位和扭结态的线性色散关系。对于双层石墨烯器件，存在两个具有两个振荡周期的拓扑扭结态。我们的建议提供了一个实验上可行的路线来操纵和表征经典波和电子石墨烯型晶体系统中的谷极化拓扑扭结态。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long spin coherence in silicon with an electrical spin trap readout
本文报道了在极强磁场（B > 8.5 T）和低温（T = 2.8 K）条件下，体硅中磷（~（31）P）的脉冲电探测磁共振。我们发现，与自旋-电荷转换的其他机制相比，同样高度极化的31 P施主电子对高度极化（>95%）传导电子的自旋相关捕获和再发射引入的退相干更少。这允许超过100微秒的自旋相干时间的电检测：比电检测自旋读出实验的先前最大值长50倍。
2008-09-18 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Absence of anomalous interactions in the quantum theory of constrained charged particles in presence of electrical currents
在合成低维纳米结构的实验中，载流子被限制在弯曲表面上，这一实验进展促进了对弯曲二维流形上的量子力学理论的兴趣。最近有人断言，受约束的带电粒子耦合到A_3M中的一个线性项，其中A_3是电磁矢势的横截分量，M是表面平均曲率，从而使得在存在场的情况下降维过程是不可行的。在这里，我们解决这个明显的悖论，提供了一个一致的一般框架的薄壁量子化过程。我们还表明，运动运动方程的可分离性不危及特定的选择施加在波函数的横向波动的约束，这使得薄壁量子化过程是有根据的。它可以不受限制地应用。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible Electric-Field Driven Magnetic Domain Wall Motion
电场对磁畴壁运动的控制由于其在磁逻辑和存储器件中的潜力而最近引起了科学界的关注。在这里，我们报告了一种新的驱动机制，允许磁畴壁运动中施加的电场，而不同时使用的磁场或自旋极化电流。该机制是基于多铁性异质结构中磁畴壁和铁电畴壁之间的弹性耦合。研究了在BaTiO $_3$上外延Fe薄膜的纯电场驱动的磁畴壁运动，并给出了面内和面外极化畴的计算结果。在该系统中，磁畴壁运动是完全可逆的，并且壁的速度作为面外电场强度的函数呈指数变化。
2014-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Domain Wall Logic Gates
从根本上说，锂离子电池是一种非常好的电绝缘体。然而，当存在180 °畴壁时，这可能会发生显着变化，因为它们通常被发现是强导电的。绝对电导率取决于壁相对于[001]偏振轴的倾斜角度，因此，如果这些倾斜角度可以改变，则电导率可以被调谐，或者甚至切换开和关。在500 nm厚的z切离子切片薄膜中，局部壁角变化可以通过施加的电偏压的感测和幅度来控制。我们发现，这导致在二极管的电荷传输响应，这是有效的半波整流，虽然只有在相对较低的交流频率。然而，最重要的是，我们还证明了这种畴壁二极管可以用来构建“与”和包容性的“或”逻辑门，其中“0”和“1”的输出状态是明确区分的。现实的设备建模允许这些畴壁二极管在更复杂的安排和操作的结果外推，虽然非理想，输出状态仍然可以区分，即使在两级级联逻辑。虽然概念上很简单，我们相信，我们的实验演示操作域壁启用逻辑门代表了一个重要的一步，未来更广泛的实现“畴壁纳米电子学”。
2022-09-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Domain wall heat conductance in ferromagnetic wires
本文对含有畴壁的电绝缘铁磁线中的热输运进行了理论研究。在连续微磁性的有效性制度中，畴壁对热导没有影响。然而，自旋波被发现被反射的畴壁宽度的几个晶格间距，这是与出现一个额外的自旋波束缚态。由此产生的畴壁热传导应该是显着的钇铁石榴石薄膜与明确定义的磁畴。
2012-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection into Si(001) through a SiO2 tunnel barrier
我们证明了自旋极化隧道从Fe通过SiO2隧道势垒到Si n-i-p异质结。传输测量表明，单步隧穿是占主导地位的传输机制。电致发光（EL）的圆极化Pcirc表明隧穿自旋极化反映了Fe多数自旋。Pcirc跟踪Fe磁化，证实在Si中辐射重组的自旋极化电子源自Fe。速率方程分析提供了一个下限为30%的电子自旋极化在Si中在5 K。
2009-10-16 cond-mat.mtrl-sci
The domain-wall/metal-electrode injection barrier in lithium niobate: Which electrical transport model fits best?
Institute of Applied Physics, Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学应用物理研究所）；Experimental Physics V, Center for Electronic Correlations and Magnetism, University of Augsburg（奥格斯堡大学电子关联与磁学中心实验物理学V）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence (EXC 2147) ctd.qmat – Complexity, Topology, and Dynamics in Quantum Matter（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群（EXC 2147）ctd.qmat——量子物质的复杂性、拓扑和动力学）；Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Department of Physics, University of Paderborn（帕德博恩大学物理学院光子量子系统研究所）
研究锂铌酸盐中域墙与金属电极界面的电传输行为，提出R2X2模型以更准确描述实验数据，通过交流和直流分析确认FNT模型最适合解释域墙/电极接合处的特性。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Microwave Conductivity of Ferroelectric Domains and Domain Walls in Hexagonal Rare-earth Ferrite
我们报告了使用导电原子力显微镜（C-AFM）和扫描微波阻抗显微镜（MIM）在六方$Lu_{0.6}Sc_{0.4}FeO_3$单晶中的纳米电成像结果。虽然铁电畴的DC和AC响应可以由表面能带弯曲来解释，但是畴壁（DW）AC电导率的急剧增强显然由由于DW振动而不是移动载流子传导的介电损耗主导。我们的工作提供了一个统一的物理图像来描述铁电畴和畴壁的局部导电性，这将是重要的未来纳入导电，结构动力学和多铁性到高频纳米器件。
2018-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Fast vortex wall motion in wide Permalloy strips from double switching of the vortex core
我们研究了在外加磁场和自旋极化电流驱动下坡莫合金宽条中的涡旋畴壁动力学。正如最近报道的[V. Estévez和L. Laurson，Phys. Rev. B，93，064403（2016）]，对于足够宽的条带和阈值场以上，涡核的周期性动力学定位在条带边缘之一附近，并且通常对于窄条带观察到的速度下降被高速平台所取代。在这里，我们通过微磁模拟更详细地分析了这种行为。我们发现，高速高原起源于磁涡核的重复双重切换，其基础是在条带边缘附近的周期性涡核动力学，即，“吸引-排斥”效应。我们还讨论了相应的动力学驱动的自旋极化电流，以及包括淬火随机结构无序的系统的影响。
2017-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductive Domain Walls in Non-Oxide Ferroelectrics Sn2P2S6
导电畴壁（CDW）是铁电材料中广泛研究的一种结构，它可以看作是嵌入绝缘材料中的准二维可重构导电沟道。因此，铁电纳米电子学的应用具有重要意义。目前，大多数CDW研究仅限于氧化物，相反，在非氧化物中报道的工作有限。本文通过成功合成非氧化物铁电Sn_2P_2S_6单晶，利用不同的扫描探针技术观察并证实了源于倾斜畴壁性质的畴壁电导率。此外，由于界面极化电荷具有相反的符号，被CDW分离的畴也表现出可区分的电导率。这一结果为理解非氧化物铁电体中畴和畴壁的导电行为提供了一个新的平台。
2020-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Transformation of spin information into large electrical signals via carbon nanotubes
自旋电子学（spintronics）利用电子的磁性，并在磁盘驱动器读取头的自旋阀中进行商业开发。目前，在基于对注入自旋极化源极和漏极之间的半导体沟道中的自旋的操纵的新型自旋电子器件中使用工业相关的半导体具有广泛的兴趣。然而，自旋信息到大的电信号的转换受到自旋弛豫的限制，使得磁阻信号低于1%。我们克服了这一长期存在的问题，在自旋电子学证明在5 K的非磁性通道是一个多壁碳纳米管，跨越1.5微米的高度自旋极化的锰氧化物La0.7Sr0.3MnO3的外延电极之间的间隙在设备中的61%的大磁阻效应。这种改进的出现是因为纳米管中的自旋寿命由于碳的小的自旋-轨道耦合而长，因为高的纳米管费米速度允许载流子停留时间不显著超过该自旋寿命，因为锰氧化物保持高度自旋极化直到锰氧化物-纳米管界面，并且因为界面势垒具有适当的高度。我们支持后者的声明，关于接口使用密度泛函理论计算。我们用这种化学性质和几何形状都不同的材料所做的实验的成功，应该会激发未来自旋电子学在材料选择上的冒险精神
2006-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The third dimension of ferroelectric domain walls
铁电畴壁是一种准二维体系，在非易失性存储器、忆阻器技术和超小特征尺寸电子元件的发展中显示出巨大的前景。例如，电场可以改变相对于自发极化的畴壁取向，并在电阻状态和导电状态之间切换，从而控制电流。然而，嵌入在3D材料中，畴壁并不是完全平坦的，可以形成网络，这导致复杂的物理结构。我们证明了纳米结构的重要性，紧急运输性能，研究电子传导的三维网络中的中性和带电的域壁ErMnO $_3$。通过结合层析显微镜技术和有限元建模，我们澄清的贡献畴壁内的散装和显示的意义曲率效应的局部传导到纳米尺度。研究结果提供了深入了解的电流在畴壁网络中的传播，揭示了额外的自由度，为他们的控制，并提供了定量的指导方针畴壁为基础的技术的设计。
2022-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Efficient Electrical Spin Injection from a Magnetic Metal / Tunnel Barrier Contact into a Semiconductor
我们报道了从铁磁金属接触到半导体发光二极管结构的电自旋注入，注入效率为30%，持续到室温。在Fe/AlGaAs界面处形成的肖特基势垒为反向偏压下的自旋极化电子的注入提供了天然的隧道势垒。这些载流子辐射复合，发射圆偏振光，并且与光学和载流子自旋偏振相关的量子选择规则提供了注入效率的定量的、与模型无关的测量。这表明，自旋注入接触可以使用广泛采用的接触方法形成，为自旋输运集成到半导体加工技术中提供了一个现成的途径。
2002-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Regulation of Transverse Spin Currents in Unconventional Magnetic Ferroeletrics
Zhejiang University（浙江大学）；Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Anhui University（安徽大学）
通过电场调控非常规磁铁电材料中的横向自旋电流，实现非易失晶体管的自旋电流控制。
2026-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Low spin-polarization in the heavy metal\ferromagnet structures detected through the domain wall motion by synchronized magnetic field and current
CoFeB是一种非常软的材料，在弱磁场作用下，磁畴壁（DW）很容易移动。然而，在具有界面垂直磁各向异性的Ta \CoFeB \MgO纳米线中，很难通过自旋极化电流来移动DW，这限制了面内电流机制驱动赛道存储器的前景。为了研究这一现象，我们进行了实验的DW速度测量通过同时施加磁场和电流。在旋进区工作，我们已经能够看到自旋极化电流的非常重要的影响，这允许评估载流子的极化率。得到了一个非常低的自旋极化率，只有0.26，这可以解释由自旋极化电流引起的DW运动的低效率。这种低速率的可能原因进行了分析，如在Ta层的自旋弛豫。
2019-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Spin-resolved off-specular neutron scattering from magnetic domain walls using the polarized $^3He$ gas spin filter
我们报告使用极化$^3$ He气体过滤器和中子共振增强技术的测量自旋极化的扩散中子散射由于铁磁畴。在Ti/Cu/ $Al_2O_3$中子共振器模板上生长了CoO/Co交换偏置双层膜。系统在施加的$H_a=2000$ Oe磁场中冷却，通过反铁磁体的Néel温度冷却至10 K，其中施加的磁场被扫描以测量磁滞回线。在矫顽场$H_{c2}=+ 230$ Oe处的第二次磁化反转之后，系统应该接近原始磁位形。为了证明这不是我们的交换偏置双层的情况下，我们已经测量了四个离镜面映射I++，I+-，I-+，I--在$H_a \approx + 370$ Oe，其中Co磁自旋大多是反向的。它们在全反射区域表现出惊人的行为：当非自旋翻转散射不表现出漫反射时，自旋翻转散射在满足共振条件的入射角处表现出强的漫散射。此外，反射率的自旋翻转非镜面部分是不对称的。I-+强度发生在比镜面反射的中子更高的出射角处，并且I+强度被转移到更低的角度。它们的强度是明显不同的，有一个分裂的共振位置为向上和向下的中子自旋（$α_{n} ^{+} \ne α_{n} ^{-}$）。另外，观察到来自磁畴的杂散场对共振分裂的强烈影响。
2002-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic induction and domain walls in magnetic thin films at remanence
极化中子反射法可以很好地分析薄膜中的磁畴壁。非镜面自旋翻转散射图中定义明确的条纹可以用垂直Néel壁处的中子折射来解释。条纹的位置仅取决于磁畴内的磁感应强度，而非镜面磁散射的强度取决于磁畴壁处的自旋翻转概率和磁畴的平均尺寸。这种效应是根本不同的，必须清楚地区别于源自磁畴的尺寸分布的漫散射。使用分析能力高达96%、中子透射率约为35%的$^3$ He气体自旋过滤器进行了极化中子反射率实验。此外，利用中子共振和中子驻波技术增强了离镜磁散射。
2005-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Effects of current on vortex and transverse domain walls
利用铁磁体中的自旋矩模型，我们比较了涡旋和横壁对电流的响应。对于无缺陷的样品和小的施加电流，稳态壁迁移率是独立的壁结构。在存在缺陷的情况下，克服壁钉扎电位所需的最小电流对于涡壁比对于横向壁小得多。在壁面运动过程中，涡壁有向横壁转变的趋势。我们构建了一个相图的壁迁移率和壁转换驱动的电流。
2005-08-30 cond-mat.mtrl-sci
