Experimental observation of spin to charge current conversion at non-magnetic metal/Bi2O3 interfaces
在这里，我们展示了界面的自旋电荷电流转换的自旋泵从铁磁坡莫合金（Py：Ni 80 Fe 20）的Cu/Bi 2 O 3界面。在Py/Cu/Bi_2O_3三层膜的电压谱中观察到一个明显的自旋-电荷电流转换信号，而在Py/Cu和Py/Bi_2O_3双层膜中没有这种信号.我们还发现，转换系数强烈依赖于铜层的厚度，反映了厚度依赖的动量弛豫时间在铜层。
2016-01-17 cond-mat.mes-hall
Oxidation-induced ultrafast spin-to-orbital conversion at heavy-metal interfaces
University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Peking University（北京大学）
通过界面氧化在重金属界面实现高效自旋-轨道转换，太赫兹发射时延与W厚度线性相关，证实轨道电流主导，发射幅度比Co/Pt双层大三倍，机制普遍适用于不同重金属。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall
Interfacial Spin-to-Charge Conversion in Sputtered MoTe2 Heterostructures Probed by Spin Pumping and Spin-Torque Ferromagnetic Resonance
Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）；Universidade Federal de Viçosa（维索萨联邦大学）
该研究采用SP-FMR和ST-FMR技术，证实Py/MoTe₂界面的Rashba-Edelstein效应主导自旋-电荷转换，为低功耗自旋电子器件提供了新方案。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermally driven two-magnet nano-oscillator with large spin-charge conversion
下一代自旋电子学应用所需的材料特性很难由一种候选材料满足。在这里，我们表明，通过结合绝缘和金属磁体，增强自旋电荷转换和节能热自旋电流可以实现。我们开发了一种由钇铁石榴石和坡莫合金双层组成的纳米线器件。界面温度梯度驱动纳米线磁化进入千兆赫频率的自动振荡。坡莫合金层的界面自旋耦合和磁阻将自旋动力学转化为相当大的微波信号。研究结果显示了高能效自旋电子器件的发展前景，并给出了在非均匀磁系统中实现磁振子凝聚的实验方案。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Helicity-Selective Phonon Absorption and Phonon-Induced Spin Torque from Interfacial Spin-Lattice Coupling
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
研究界面自旋-晶格耦合在铁磁异质结构中的动态影响，揭示反螺旋依赖的声子吸收机制，为高效声子驱动磁设备提供新途径。
2026-03-20 cond-mat.mes-hall
Interfacial mechanism in the anomalous Hall effect of Co/Bi$_2$O$_3$ bilayers
氧化物界面是自旋-轨道耦合的来源，其可导致新颖的自旋-电荷转换效应。在Co/Bi $_2$ O $_3$双层膜中，实验研究了Bi $_2$ O $_3$界面对Co反常霍尔效应的贡献.我们证明了40%的变化时，在AHE的Co的Bi $_2$ O $_3$帽层被添加到铁磁体。这种强烈的变化归因于Co/Bi $_2$ O $_3$双层膜中源自Co/Bi $_2$ O $_3$界面的非对称输运的额外来源，并有助于斜散射。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Giant interfacial spin-Hall angle from Rashba-Edelstein effect revealed by the spin-Hall Hanle processes
该研究利用自旋霍尔Hanle效应表征Pt/铁电界面，证明Rashba-Edelstein效应可使界面自旋霍尔角达到约0.3，显著增强自旋-电荷转换。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong interfacial exchange field in a heavy metal/ferromagnetic insulator system determined by spin Hall magnetoresistance
重金属/磁性绝缘体界面的自旋相关输运是自旋电子学研究前沿许多现象的起源。一个适当的量化不同的界面自旋电导是至关重要的许多应用。在这里，我们报告的自旋霍尔磁阻（SMR）的纯铁磁绝缘体（EuS）上的Pt的第一次测量。我们在很宽的温度范围内进行SMR测量，并通过使用微观模型拟合结果。从这个拟合过程中，我们得到的自旋电导（$G_s$，$G_r$和$G_i$）的温度依赖性，解开类场扭矩（$G_i$），类阻尼扭矩（$G_r$），和自旋翻转散射（$G_s$）的贡献。作用于Pt的传导电子的1 meV量级的界面交换场可以从$G_i$估计，其在居里温度以下比$G_r$大至少三倍。我们的工作提供了一个简单的方法来量化这种界面自旋分裂场，它在新兴领域，如超导自旋电子学和热电子学，拓扑量子计算中发挥着关键作用。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall
Interfacial magnetic anisotropy controlled spin pumping in Co60Fe20B20/Pt stack
磁叠层中受控的自旋输运是实现纯自旋电流驱动逻辑和存储器件所必需的。通过调节与铁磁体交界的重金属的自旋-电荷转换效率来实现对纯自旋电流的产生和检测的控制。在这里，我们证明了自旋角动量转移的直接可调性，从而自旋泵，在CoFeB/Pt堆叠，与界面磁各向异性。CoFeB薄膜的超低厚度使其易磁化轴由面内向面外倾斜。利用铁磁共振技术研究了CoFeB/Pt叠层的磁各向异性和自旋抽运。我们清楚地观察到可调自旋泵效应的CoFeB/Pt堆叠与不同的CoFeB厚度。自旋电流密度，随着铁磁层厚度的变化，被发现从0.11增加到0.24 MA/m2，随着面内各向异性场的增加。这种界面各向异性控制的纯自旋电流的产生可以潜在地导致下一代各向异性自旋电流控制的自旋电子器件。
2023-01-06 cond-mat.mes-hall
Large Spin-to-Charge Conversion in Ultrathin Gold-Silicon Multilayers
在过去的十年中，由于金结合了大的体自旋扩散长度和强的界面自旋轨道耦合的性质，对金中的自旋霍尔效应的研究引起了越来越多的兴趣。然而，文献中报道的金的自旋霍尔角的值之间的差异带来了问题的自旋霍尔效应在Au的微观起源。在这里，我们调查的自旋电荷转换效率的厚度依赖性在单一的Au膜和cross-Au/Si多层膜的非局域传输和自旋扭矩铁磁共振测量。我们发现，自旋电荷转换效率大大提高，在cross-Au/Si多层膜，达到非常大的值0.99 +/- 0.34时，个别Au层的厚度按比例缩小到2 nm。这些发现揭示了强的界面自旋轨道耦合效应的共存，成为占主导地位的金，和体自旋霍尔效应与一个相对较低的体自旋霍尔角为0.012 +/- 0.005。我们的实验结果表明，Rashba-Edelstein效应的自旋-电荷转换中的关键作用，在CuAu。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of significant spin current generation in Ti/FeCoB bilayers with strong interfacial spin-orbit coupling
经过近十年的理论和实验研究，金属磁性界面上的界面自旋轨道耦合（ISOC）能否有效地产生自旋电流仍存在争议。在这里，利用Ti/FeCoB双层膜，是独特的可忽略的散装自旋霍尔效应和强可调ISOC，我们建立了没有显着的电荷-自旋转换在磁性界面通过自旋-轨道过滤效应或Rashba-Edelstein（类）效应，即使当ISOC是强于一个典型的Pt/铁磁体接口，可以促进强垂直磁各向异性。我们还发现在三维Ti中存在一个极小的轨道霍尔效应。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimal charge-to-spin conversion in graphene on transition metal dichalcogenides
当石墨烯被放置在半导体过渡金属二硫属化物（TMD）的单层上时，其能带结构由于邻近自旋-轨道效应以及反转对称性的界面破缺而发展出丰富的自旋织构。在这项工作中，我们表明，在TMD单层石墨烯的低能态的特征自旋缠绕，使电流驱动的自旋极化称为逆自旋电流效应（ISGE）。通过引入一个适当的品质因数，我们量化的电荷到自旋转换的效率，并显示它是接近统一的费米能级接近自旋少数带。值得注意的是，在高电子密度下，即使占据了具有相反自旋螺旋度的子带，效率也仅以代数方式衰减。在TMD单层上石墨烯预测的巨大ISGE对无序是鲁棒的，并且在室温下仍然很大。
2017-12-29 cond-mat.mes-hall
Surface state dominated spin-charge current conversion in topological insulator/ferromagnetic insulator heterostructures
本文报道了在室温下用分子束外延技术在钇铁石榴石薄膜上生长的三维拓扑绝缘体薄膜--Bi_2Se_3和（Bi，Sb）_2 Te_3中观察到的铁磁共振驱动的自旋泵浦信号。通过系统地改变Bi 2Se 3膜的厚度，我们表明，自旋-电荷转换效率，其特征在于由逆Rashba-Edelstein效应长度（lambda_IREE），随着膜厚度从2个五重层增加，饱和以上6个五重层显着增加。这表明在拓扑绝缘体/铁磁体异质结构中，表面态在自旋和电荷相互转换中起主导作用。通过对一系列YIG/（BiSb）2 Te 3异质结的研究，进一步证实了我们的结论。最后，我们使用铁磁共振线宽展宽和反Rashba-Edelstein信号来确定有效的界面自旋混合电导和lambda_IREE。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall
Probing of large interfacial contribution to spin orbit coupling in CoFeB/Ta heterostructure by ultrafast THz emission spectroscopy
超快THz辐射从铁磁/双金属双层异质结构为基础的自旋电子发射器的产生一般利用的转换，从自旋到电荷电流的双金属层内，其界面与铁磁层。对于这种结构的THz发射的逆自旋霍尔效应的潜在机制的各种可能的子贡献，需要被利用，不仅用于调查在材料性质本身的基本水平上的复杂性，而且用于改善它们的宽带和高功率THz发射的性能。在这里，我们报告超快太赫兹发射CoFeB/Ta双层在不同的样品温度在一个大的范围内解开的作用，内在和外在的自旋电荷转换过程。除了在太赫兹发射的增强，其温度依赖性显示太赫兹信号极性反转，如果CoFeB/Ta样品在升高的温度下退火。我们提取的自旋霍尔电阻率的行为，确定内在的自旋霍尔电导率的贡献，并与标准的Fe/Pt系统进行比较。我们的研究结果清楚地表明了一个巨大的界面贡献的整体自旋霍尔角所产生的修改后的界面在退火的CoFeB/Ta，其中在相应的自旋霍尔角的符号反转表现出从太赫兹振幅随温度的变化。
2022-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall and inverse spin galvanic effects in graphene with strong interfacial spin-orbit coupling: a quasi-classical Green's function approach
由原子级薄晶体组装的范德华异质结构是研究自旋-轨道耦合输运的理想模型系统，因为它们表现出自旋、晶格和谷自由度之间的强相互作用，可以通过应变、电偏压和邻近效应来操纵。最近预测的在过渡金属二硫属化物上的石墨烯中的自旋-螺旋区域，其中自旋和赝自旋自由度被锁定在一起[M. Offidani等人，Phys. Rev. Lett. 119，196801（2017）]，表明它们在自旋电子学中的潜在应用。本文通过推导二维Dirac费米子在自旋轨道耦合\textcolor{black} {{}（SOC）和标量无序存在下的准经典格林函数的Eilenberger方程，得到了自旋螺旋体系中直流自旋电流磁化率和自旋霍尔电导率的解析表达式.我们的研究结果揭示了自旋霍尔角（SHA）的符号变化时，费米能量相对于狄拉克点匹配的Bychkov-Rashba能量标度，无论石墨烯层上的自旋谷相互作用的大小。SHA的行为是连接到一个反转的布洛赫电子的总内角动量，反映自旋赝自旋纠缠引起的SOC。我们还表明，电荷自旋转换达到最大值时，费米能级位于边缘的自旋少数带与以前的研究结果一致。这两个特征都是自旋螺旋狄拉克费米子的指纹，并提出了一种根据传输数据估计邻近诱导SOC强度的直接方法。这些研究结果的相关性解释最近的自旋-电荷转换测量在非本地自旋阀的几何形状进行了讨论。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall
Experimental Observation of Localized Interfacial Phonon Modes
界面阻碍微/纳米结构系统中的热流。传统的界面热输运理论是基于组成界面的材料的体声子性质推导出来的，而没有明确考虑原子界面的细节，这对于正确描述热边界电导（TBC）是至关重要的。最近的理论研究预测了在界面处存在的局域声子模，它可以在理解界面热输运中发挥重要作用。然而，仍然缺乏实验验证。利用扫描透射电子显微镜中的Raman光谱和高能分辨电子能量损失谱（EELS），首次在高质量外延Si Ge界面上观测到了~12 THz的局域界面声子模.这些模式进一步证实了使用分子动力学模拟与高保真神经网络原子间作用势，这也产生TBC同意以及从时域热反射（TDTR）实验测量。模拟结果表明界面声子模对总TBC有明显的贡献。我们的研究结果可能会显着有助于了解界面的热传输物理和工程TBC在接口的应用，如电子热管理和热电能量转换的影响。
2021-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inverse Design in Nanoscale Heat Transport via Interpolating Interfacial Phonon Transmission
我们介绍了一种基于密度的拓扑优化的非傅立叶热输运纳米结构的方法，基于伴随的声子玻尔兹曼输运方程（BTE）和一种新的材料插值技术，“传输插值模型”（TIM）的灵敏度分析。BTE优化的关键挑战是处理真实和动量分辨材料属性之间的相互作用。通过用界面传输系数参数化材料密度，TIM能够恢复硬壁和无界面极限，同时保证空隙和固体区域之间的平滑过渡。我们首先使用我们的方法来定制周期性纳米材料的有效热导率张量，然后，我们最大限度地限制扩散运输下的经典声子尺寸效应，确定一个有前途的新的热电材料设计。我们的方法能够系统地优化材料的热管理和转换，更广泛地说，设备的设计，扩散传输是无效的。
2022-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Interfacial Thermal Conductance between Charged Nanoparticle and Aqueous Electrolyte
本研究针对表面电荷与溶解离子对金属纳米颗粒-电解质界面传热影响研究不足的问题，通过平衡分子动力学模拟发现带电金纳米颗粒的Kapitza conductance可达不带电时的三倍，且提升幅度与润湿性等因素无关，其源于水密度偏移与反离子积累的共同作用。
2023-10-05 cond-mat.mes-hall
Boundary condition for phonon distribution functions at a smooth crystal interface and interfacial angular momentum transfer
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN CPR（理化学研究所凝聚系统理论研究部）；Institute for Molecular Science（分子科学研究所）
本文提出声子在光滑晶体界面处的边界条件，揭示了界面角动量转移机制，阐明了自旋角动量与轨道角动量在声子传输中的作用。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall
Capping layer dependent anti-correlation between magnetic damping and spin-orbital to charge conversion
本研究通过在β-W/CoFeB双层膜上分别添加低SOC的C₆₀和CuOₓ覆盖层，发现磁阻尼与自旋-轨道电荷转换存在反相关关系，揭示了低SOC材料对调控磁化动力学、开发低功耗自旋电子器件的重要作用。
2024-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flexoelectric effect mediated spin-to-charge conversion at amorphous-Si thin film interfaces
由于垂直于界面的电势而产生界面自旋到电荷的转换。电势可以人工诱导，例如，在界面处使用铁电和压电薄膜。诱导电势的替代方式可以是挠曲电场。在所有具有或不具有反转对称性的材料中都可以观察到挠曲电性，另外不需要大的栅极偏压。在这项实验研究中，我们报告了大的自旋电荷转换（自旋霍尔角-0.578）在Ni 80 Fe 20/非晶Si接口归因于挠曲电介导的Rashba自旋轨道耦合。在界面处的挠曲电性也引起了层间自旋声学声子或挠曲磁弹性耦合。除了自旋-电荷转换外，应变界面还导致反常能斯特效应增加近三倍。这种室温下自旋相关热电行为的应变工程为实现自旋电子学和自旋热电子学器件打开了一扇新的窗口。
2020-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of spin and orbital charge conversion at the surface states of Bi_{1-x}Sb_x topological insulator
本文通过多轨道紧束缚方法研究了Bi_{0.85}Sb_{0.15}拓扑绝缘体表面态中的轨道动量锁定与轨道Rashba-Edelstein电荷转换效应，为解释THz-TDS实验中的自旋-电荷转换现象提供理论依据。
2025-01-03 cond-mat.mes-hall
Spin-to-charge conversion in orthorhombic RhSi topological semimetal crystalline thin films
本研究通过逆自旋霍尔效应测量，在正交RhSi薄膜中实现了高效自旋-电荷转换，最大自旋霍尔电导率为126，界面自旋透明度达88%，为拓扑自旋电子学应用提供了新平台。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient Charge-Spin Conversion and Magnetization Switching though Rashba Effect at Topological Insulator/Ag Interface
利用自旋矩铁磁共振技术在三维拓扑绝缘体（TI）Bi 2Se 3和Ag双层膜中观察到了有效的电荷-自旋转换. Bi 2Se 3/Ag/CoFeB异质结构中的自旋轨道扭矩比随着Ag厚度增加到约2nm而显示出显著增强，并且对于5 nm的Ag达到0.5的值，其在室温下比Bi 2Se 3/CoFeB的自旋轨道扭矩比高约3倍。结果表明，Bi 2Se 3/Ag的界面效应超过了Bi 2Se 3层的拓扑表面态（TSS），并在Bi 2Se 3/Ag/CoFeB系统的电荷-自旋转换中起主导作用.基于第一性原理计算，我们将我们的观察归因于大的Rashba分裂带包裹TSS带，并具有相同的净自旋极化方向的TSS的Bi 2 Se 3。随后，我们第一次证明了在5.8 × 10^5 A/cm 2的低电流密度下Bi 2Se 3/Ag/Py中的Rashba诱导磁化翻转。
2018-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Controlled Interfacial Charge Transfer Induced Excitons in MoSe2-WSe2 Lateral Heterostructure
本文研究单层MoSe2-WSe2横向异质结构中电控激子产生、输运与量子发射调控，结合石墨烯栅极器件、低温光谱和第一性原理计算，揭示界面电荷转移与电场协同机制，为电光量子器件发展提供新路径。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall
Challenges in orbital current-driven domain wall motion in light metal/ferrimagnet heterostructures
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本研究探究轻金属/亚铁磁异质结构中轨道电流驱动畴壁运动的可行性，发现轻金属/GFC异质结构阻尼类力矩弱、无法驱动畴壁，插入Pt转换层可改善，明确了关键挑战。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient conversion of orbital Hall current to spin current for spin-orbit torque switching
自旋霍尔效应（自旋电流的电生成）允许有效地控制磁化。最近的理论表明，轨道霍尔效应产生的轨道电流，可以远远大于自旋霍尔诱导的自旋电流。然而，轨道电流不能直接对铁磁体施加转矩，需要从轨道电流到自旋电流的转换过程。在这里，我们报告了两种有效的方法，通过自旋-轨道耦合工程，这使我们能够明确地证明轨道电流诱导的自旋力矩，或轨道霍尔力矩的转换。我们发现，轨道霍尔扭矩大大增强通过引入稀土铁磁体Gd或Pt界面层与Cr/铁磁体结构中的强自旋轨道耦合，表明在Cr中产生的轨道电流有效地转换成自旋电流中的Gd或Pt层。此外，我们发现，轨道霍尔力矩可以促进减少自旋轨道转矩为基础的自旋电子器件的垂直磁化的开关电流。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge-to-Spin Conversion by the Rashba-Edelstein Effect in 2D van der Waals Heterostructures up to Room Temperature
过渡金属二硫属化物（TMD）与石墨烯的接近性在石墨烯中压印了丰富的自旋织构，并通过诱导自旋轨道耦合（SOC）来补充其高质量的电荷/自旋输运。Rashba和valley-Zeeman SOC是Rashba-Edelstein效应（REE）和自旋霍尔效应（SHE）等电荷-自旋转换机制的起源。在这项工作中，我们实验证明了第一次电荷到自旋转换由于稀土元素在单层WS 2-石墨烯范德华异质结构。我们测量了室温下的电流诱导自旋极化，并通过门电场对其进行控制。我们的稀土元素和逆效应（IREE）的观察是伴随着SHE，我们区分斜磁场下的自旋旋进分辨。这些测量也允许量化的效率的电荷到自旋转换的两个效果。这些发现清楚地表明石墨烯中诱导的Rashba和valley-Zeeman SOC导致在不使用铁磁电极的情况下产生自旋累积和自旋电流。这些实现对于自旋电子学应用具有相当大的意义，为二维材料中的全电自旋产生和操纵提供了可访问的路线。
2019-05-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Skew-scattering-induced giant antidamping spin-orbit torques: Collinear and out-of-plane Edelstein effects at two-dimensional material/ferromagnet interfaces
重金属/铁磁体界面具有体材料中不存在的涌现自旋轨道效应。由于自旋、电荷和轨道自由度之间固有的强耦合，这种系统为技术上寻求的自旋-轨道扭矩（SOT）提供了一个平台。然而，纯粹的界面antidamping SOT的微观起源，特别是在最终的原子薄的限制，已被证明是难以捉摸的。在这里，使用二维（2D）的范德华材料作为界面现象的试验台，我们解决这个问题的微观框架占能带结构的影响和杂质散射平等的立足点和非微扰。一些非常规的和可测量的效果进行预测，其中最显着的是一个巨大的增强的antidamping SOT在稀无序极限引起的强大的斜散射机制，这是操作在现实的接口，并不需要磁性杂质。新公布的斜散射机制激活丰富的半经典自旋-电荷转换效应，在文献中没有注意到，包括共线Edelstein效应与非平衡自旋极化与所施加的电流的方向一致。
2020-12-26 cond-mat.mes-hall
Tunable interfacial Rashba spin-orbit coupling in asymmetric Al$_x$In$_{1-x}$Sb/InSb/CdTe quantum well heterostructures
本研究通过调控Al$_x$In$_{1-x}$Sb/InSb/CdTe量子阱异质结构的Al组分，实现了Rashba自旋轨道耦合的可调谐，获得了最优性能参数，并证实了DP自旋弛豫机制，为自旋电子器件提供了新平台。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fluids at an electrostatically active surface: Optimum in interfacial friction and electrohydrodynamic drag
研究通过分子模拟揭示了电活性表面处流体与金属间界面摩擦及电液动力学拖拽的耦合机制。
2026-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Quantitative analysis of vectorial torques in thin 3d Co ferromagnet using orbital-spin conversion
本研究采用二次谐波霍尔技术，定量分析含自然氧化铜层与铂轨道-自旋转换层的钴铁磁体系中轨道与自旋电流的转矩贡献，证实界面轨道电流的产生机制及作用尺度。
2025-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage-Controlled Magnon Transistor via Tunning Interfacial Exchange Coupling
由于磁振子（磁振子中自旋角动量的关键载流子）的电中性，磁振子晶体管可以通过电场有效地调节磁振子输运，这对于磁振子来说是期望的，磁振子晶体管的目的是提供对传统电子学的无焦耳热的替代。然而，也由于它们的电中性，磁振子不能直接与电场相互作用，因此难以直接通过电压来操纵磁振子输运。在这里，我们证明了一个栅极电压（$V_{\rm g}$）施加在金属/磁性绝缘体（NM/MI）的界面，弯曲的MI的能带，然后调制的可能性，在NM中的传导电子隧穿到MI可以因此增强或削弱在界面处的自旋磁振子转换效率。利用$V_{\rm g}$调制磁振子介导电流拖曳（MECD）效应，在Pt/$_{\rm 3}$ Fe $_{\rm 5}$ O $_{\rm 12}$（YIG）/Pt夹层结构中实现了压控磁振子晶体管。在300 K时，获得的效率（在$\pm V_{\rm g}$下MECD电压之间的变化率）达到10%/（MV/cm）。这种磁振子晶体管的原型提供了一种有效的方案来控制磁振子输运的栅极电压。
2023-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Giant dynamical electron-magnon coupling in metal-metal-ferromagnetic insulator heterostructure
磁振子介导的自旋在铁磁金属（NM）和铁磁绝缘体（FI）界面上的输运主要依赖于电子-磁振子耦合。我们提出了一种新的路线，以增强电子-磁振子耦合动态从输运的观点。本文利用非平衡格林函数建立了磁振子介导自旋流的理论形式。在输运的语言中，NM/FI界面处的有效电子-磁振子耦合由FI铅的自能决定，由于电子-磁振子转换的非线性过程，FI铅的自能与NM/FI界面处的态密度（DOS）成正比。通过改变界面态密度，二维和三维NM/FI系统的自旋电导可以提高近三个数量级，为操纵动态电子-磁振子耦合提供了一个新的平台。
2021-12-21 cond-mat.mes-hall
Maximizing spin-orbit torque efficiency of Ta(O)/Py via modulating oxygen-induced interface orbital hybridization
由界面Rashba效应和自旋霍尔效应引起的自旋-轨道矩被广泛认为是一种比传统的自旋转移矩更有效的控制铁磁体磁化强度的方法。通过对\b{eta}相钽的低氧化，对Ta（O）/Ni_（81）Fe_（19）双层膜的自旋-轨道矩效率进行了研究，发现Ta（O）/Py的自旋霍尔角θDL从纯Ta/Py的~ -0.18增加到Ta（O）/Py的最大值~ -0.30。此外，我们区分体自旋霍尔效应和界面Rashba效应产生的自旋轨道力矩的效率，分别通过一系列的Py/Cu（0-2 nm）/Ta（O）控制实验。在最佳氧化水平下，后者比前者有2倍以上的增强作用，甚至更为显著。我们的研究结果表明，65%的效率的提高应涉及到调制的界面Rashba类自旋轨道扭矩由于氧诱导的轨道杂化跨界面。我们的研究结果表明，通过氧诱导的轨道杂化的界面耦合的调制可以是一种替代的方法，以提高改变自旋转换率。
2020-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ballistic spin transport in the presence of interfaces with strong spin-orbit coupling
在不同材料之间的界面处的反转对称性破缺产生强的界面自旋轨道耦合（ISOC），这可能影响杂化结构中的自旋和电荷输运。在这里，我们使用一个简单的解析可解模型研究在弹道近似下的各种自旋输运现象的ISOC诱导的双层金属系统。在这个模型中，通过在金属结上施加自旋相关的偏压，产生了携带自旋电流的非平衡稳态。然后使用散射矩阵方法计算物理可观测量。特别地，我们计算了自旋电流在界面处的吸收（界面自旋损耗），并研究了界面自旋电荷转换。后者由施加到结的自旋相关偏压产生的面内界面电荷电流组成，这可以被视为由ISOC介导的自旋伽伐尼效应。最后，我们证明了ISOC导致了界面自旋电流交换，即流过自旋-轨道活动界面的“初级”自旋电流必然伴随着沿界面流动的“次级”交换自旋电流，并且该交换自旋电流的极化方向垂直于“初级”自旋电流的极化方向.使用精确的自旋连续性方程，我们涉及交换效果的界面自旋损失，并认为这种效果是通用的和独立的弹道近似用于特定的计算。
2017-06-15 cond-mat.mes-hall
Unraveling the Spin-to-Charge Current Conversion Mechanism and Charge Transfer Dynamics at Interface of Graphene/WS$_2$ Heterostructures at Room Temperature
该研究通过实验和DFT计算揭示了石墨烯/WS$_2$异质结构中自旋-电荷转换（源于逆Rashba-Edelstein效应）和电荷转移的高效性，为自旋电子器件优化提供指导。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Seebeck Effect in Normal-Metal--Chiral-Insulator Heterostructure
Key Laboratory of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurement, Ministry of Education, Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）
本文研究了正常金属-手性绝缘体异质结构中的反磁见效应，探讨了热偏压、化学势和附加界面层对自旋输运的影响，揭示了负微分反磁见效应和自旋电流整流现象，为热控自旋电子器件提供了新途径。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall
Spin-to-charge conversion by spin pumping in sputtered polycrystalline Bi$_x$Se$_{1-x}$
该研究利用自旋泵浦技术探究溅射多晶Bi$_x$Se$_{1-x}$的自旋-电荷转换，发现其自旋霍尔角与Pt符号相反但电荷电流低一个量级以上，指出界面互扩散及成分变化是关键影响因素。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin pumping and large field-like torque at room temperature in sputtered amorphous WTe$_{2-x}$ films
本文研究了溅射WTe_（2-x）（x=0.8）（t）/Co_（20）Fe_（60）B_（20）（6 nm）异质结在室温下的自旋-电荷和电荷-自旋转换。自旋泵浦测量用于表征自旋-电荷效率，并且计算出的自旋效率大于~0.035。进行二次谐波霍尔测量以估计电荷-自旋转换比。我们发现，该系统表现出较大的类场转矩（自旋转矩效率~ 0.1）和较小的类阻尼转矩（自旋转矩效率~0.001）相比，报告的重金属。高分辨率透射电子显微镜图像显示，WTe 2-x层是非晶的，这可能会通过诱导大的界面自旋轨道散射来增强自旋交换效应，从而有助于产生大的类场扭矩。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of charge-to-spin conversion with giant efficiency at Ni$_{0.8}$Fe$_{0.2}$/Bi$_{2}$WO$_{6}$ interface
本文在Ni$_{0.8}$Fe$_{0.2}$/Bi$_{2}$WO$_{6}$界面实现了巨大效率的电荷-自旋转换，效率达0.96 nm$^{-1}$，揭示了W与Ni(Fe)原子轨道杂化诱导的自旋轨道邻近效应是其机制，表明Aurivillius化合物是极具潜力的新型自旋轨道材料。
2023-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sub-10 nm Quantification of Spin and Orbital Magnetic Moment Across the Metamagnetic Phase Transition in FeRh Using EMCD
CEITEC BUT, Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
本研究以FeRh的一级磁结构相变为可调参考，系统评估电子磁圆二色性（EMCD）的定量极限，证实6 nm探针下轨道-自旋磁矩比与XMCD基准一致，明确其定量适用范围，为功能磁性材料局域磁矩的高空间分辨定量测量提供了可靠依据。
2025-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Proximity induced efficient charge-to-spin conversion in large area PtSe$_{2}$/Ni$_{80}$Fe$_{20}$ heterostructures
本研究展示PtSe$_2$/Ni$_{80}$Fe$_{20}$异质结构通过磁邻近效应在界面诱导大自旋劈裂，产生高效电荷-自旋转换，效率为对照样品三倍，为节能纳米器件提供新途径。
2023-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Switching in Monolayer 2D Diluted Magnetic Semiconductors via Spin-to- Spin Conversion
针对室温下无外磁场时单层范德华磁体高效SOT开关的挑战，本研究实现了掺铁二硫化钼中垂直磁化的无场确定性非易失SOT开关，为高功率效率自旋电子存储器件提供新途径。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled spin-to-charge conversion in noncollinear antiferromagnet-based Py/Mn$_{3}$Pt heterostructure
本文通过宽带铁磁共振系统研究了Py/Mn₃Pt非共线反铁磁异质结构，发现其具有显著增强的阻尼和高效自旋泵浦，有效自旋混合电导达4.8×10¹⁸ m⁻²，证明该体系在超快自旋电子器件中具有重要应用潜力。
2025-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boltzmann theory of the inverse Edelstein effect in a two-dimensional Rashba gas
University of Salerno（萨莱诺大学）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）
研究非均匀系统中反埃德尔斯坦效应，基于 semiclassical Boltzmann 框架推导电荷和自旋电流表达式，分析化学势和拉舍夫耦合强度的影响，揭示界面交换和自旋轨道相互作用对自旋到电荷转换效率的控制，提供闭式解析结果用于复杂氧化物界面实验验证。
2026-01-05 cond-mat.mes-hall
Efficient spin to charge conversion and spin memory loss mitigation in oriented $\text{RuO}_2$ films
本研究针对（110）取向$\text{RuO}_2$薄膜，以非晶CoFeB为自旋源，通过自旋泵浦法系统分析其自旋-电荷转换特性，测得高自旋霍尔角、电导率与90%界面自旋透明度，证实界面自旋记忆损失仅15%，为低功耗自旋电子器件研发提供支撑。
2024-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable room-temperature spin galvanic and spin Hall effects in van der Waals heterostructures
自旋-轨道耦合是一种强有力的工具，可以通过自旋矩现象来实现电荷流和自旋流的相互转换，并控制磁性材料的磁化强度。然而，尽管现有的散装材料的多样性和最近出现的界面和低维效应，在室温下的相互转化的控制仍然是难以捉摸的。在这里，我们明确地证明了强烈增强的室温自旋电荷（STC）转换在石墨烯驱动的半导体过渡金属二硫属化物（WS 2）的接近。通过在适当设计的霍尔棒中进行自旋进动实验，我们分离了自旋霍尔效应和自旋电流效应的贡献。值得注意的是，它们相应的转换效率可以通过静电门控在幅度和符号上进行调整，在电荷中性点附近达到峰值，其幅度与迄今为止报道的最大效率相当。这种前所未有的电场可调谐性为无磁性材料的自旋生成和超紧凑磁存储器技术提供了新的构建块。
2019-08-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Enhanced controllable triplet proximity effect in superconducting spin-orbit coupled spin valves with modified superconductor/ferromagnet interfaces
本研究通过在Nb/Pt/Co/Pt超导自旋阀的Co/Pt界面插入Cu或Au层，显著增强了自旋轨道耦合诱导的可控三重态邻近效应，为超自旋电子学器件开发提供了界面工程途径。
2024-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spectral analysis of non-equilibrium molecular dynamics: spectral phonon temperature and phonon local non-equilibrium in thin films and across interfaces
尽管人们对纳米材料中的弹道声子和扩散声子输运进行了大量的实验和理论研究，但对不同声子模的温度和热不平衡的直接观测还没有实现。本文在分子动力学的框架内发展了一种计算实空间和相空间中声子温度的方法。以硅薄膜和石墨烯为例，直接得到了光谱声子温度（SPT），观察到了弹道声子和扩散声子之间的局域热非平衡。这种非平衡通常也存在于界面之间，并且令人惊讶地大，并且它提供了额外的界面热阻机制。我们的SPT结果直接表明，在尺寸失配的石墨烯/衬底界面的垂直热输运是通过弯曲的声学声子的石墨烯和衬底中的纵向声子与模式转换之间的耦合。在尺寸匹配的界面中，例如石墨烯/石墨烯结和石墨烯/氮化硼平面界面，在两侧的声学声子模式之间发生强耦合，并且耦合随着界面混合而减小。SPT方法与光谱热流相结合可以消除由弹道输运引起的热导率预测的尺寸效应。结果表明，在薄膜中和界面处，声子处于局域热非平衡状态。
2017-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Ultrashort Orbital Transport in Heavy Metals Revealed by Terahertz Emission Spectroscopy
Fudan University（复旦大学）
本研究通过太赫兹发射光谱首次实验证实重金属中极短轨道平均自由程，揭示了体内的反向轨道霍尔效应主导轨道到电荷转换过程。
2026-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
