Magnetization of Two Dimensional Heavy Holes with Boundaries in a Perpendicular Magnetic Field
研究了具有Rashba自旋轨道耦合(SOC)的Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱中重空穴在外加垂直磁场中的磁化强度.我们专注于系统边界,Rashba SOC和温度对磁化强度的影响。结果表明,在这三个因素的共同作用下,磁化强度的锯齿状deHaas-van Alphen(dHvA)振荡将发生显著变化。特别是当磁场较小时,边缘态和Rashba SOC对磁化强度的影响更为明显。当考虑边界效应时,振荡中心将发生偏移,Rashba SOC将给dHvA振荡带来拍频模式。这些对dHvA振荡的影响最好在低温下观察到。随着温度的升高,dHvA振荡变得模糊并最终消失。
2009-03-06 cond-mat.mes-hall
Prediction of Giant Spin Motive Force due to Rashba Spin-Orbit Coupling
在铁磁体中的磁化动力学可以通过自旋原动力感生自旋相关的电场。由自旋相关的电场产生的自旋电流又可以通过自旋转移力矩来修改磁化动力学。虽然这种反馈效应通常很弱,因此被忽略,我们预测,在Rashba自旋轨道耦合系统与大的Rashba参数$α_{\rm R}$,耦合产生的自旋相关的电场[ $\pm(α_{\rm R}m_e/e\hbar) (\vhat{z}\times \partial \vec{m}/\partial t)]$,它可以大到足以修改磁化动力学显着。这种效应应该与基于具有强Rashba自旋轨道耦合的磁性层的器件应用相关。
2012-05-14 cond-mat.mes-hall
Magnetization of a homogeneous two dimensional fermion gas with repulsive contact interaction and Rashba spin-orbit potential
利用二阶量子场论计算了具有接触排斥相互作用和Rashba势的二维电子气的z轴磁化强度。纯Rashba相互作用的一个显著效果是阻碍沿z方向的自旋排列。在临界排斥相互作用耦合常数处仍有相变的迹象,但磁化强度明显依赖于自旋轨道相互作用强度。此外,磁化状态的过渡似乎是平滑的Rashba相互作用的存在。
2011-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Spin-density induced by electromagnetic wave in two-dimensional electron gas with both Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
我们考虑了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的二维电子气对微波激发的磁响应。我们推广了[A. Shnirman和我马丁,欧罗巴。Lett. 78,27001(2007).],其中研究了纯Rashba偶联。我们观察到,微波与面内电场和面外磁场产生一个面外自旋极化。这种效应在具有分辨自旋轨道分裂子带的干净系统中更为突出。考虑到对微波磁场的响应,自旋-轨道对磁化强度的贡献远远超过清洁极限下通常的塞曼贡献。当Rashba耦合和Dresselhaus耦合具有相等的强度时,该效应消失。
2008-08-19 cond-mat.mes-hall
Theory of electron transport and magnetization dynamics in metallic ferromagnets
从有效自旋电磁场与传导电子自旋耦合的角度讨论了铁磁金属中的磁电效应。绝热极限下的有效场是自旋Berry相,它导致自旋动力(磁化动力学产生的电压)和自旋手征引起的拓扑霍尔效应。其规范耦合到自旋电流描述了自旋转移效应,其中磁化结构由所施加的自旋电流驱动。有效规范场的概念可以推广到自旋弛豫和Rashba自旋轨道相互作用。由结中的逆Edelstein效应产生的电压被解释为由于Rashba诱导的自旋规范场的电分量。由Rashba相互作用产生的自旋规范场与旋轮矩一致,并由于多普勒频移而导致光的非对称传播(方向二向色性)。没有磁化的Rashba导体被证明是表现出负折射的自然超材料。
2016-12-29 cond-mat.mes-hall
Out-of-plane Edelstein effects: Electric-field induced magnetization in $p$-wave magnets
针对铁磁存储器切换需求,研究借助 Rashba 相互作用在 p 波磁体中通过电场诱导面外磁化,发现奈尔矢量沿 z 方向时可实现该效应,为相关存储器切换技术提供理论基础。
2025-01-03 cond-mat.mes-hall
Spin torque due to non-uniform Rashba spin orbit effect
在对自旋-轨道诱导自旋力矩[S.G. Tan等人,arXiv:0705.3502(2007); S. G. Tan等人,Ann.Phys.326,207(2011)],L. M. Miron等人,Nature Mater,9,230(2010).在这篇文章中,我们提出了三个额外的自旋力矩项,所产生的磁化空间的Rashba自旋轨道效应的非均匀性。我们提出了一个简单的Rashba梯度设备,它可以潜在地降低开关电流的n个数量级,其中大的n测量一个小的磁化变化。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall
Anisotropic spin and charge transport in Rashba Hamiltonian
我们研究了在两个理想铁磁导线上存在Rashba自旋轨道耦合的二维电子气中的自旋和电荷输运现象。特别地,我们通过分析和数值计算相结合的方法表明,即使两个FM的磁化方向是平行的,自旋极化的输运也依赖于铁磁体的磁化方向,电导也是各向异性的。自旋和电荷输运中存在的这些各向异性是由于Rashba自旋-轨道相互作用而破坏旋转不变性的结果,并且无论被认为是有效质量哈密顿量还是紧束缚模型哈密顿量都存在。
2001-10-22 cond-mat.mes-hall
Magnetization Reversal by Tuning Rashba Spin-Orbit Interaction and Josephson Phase in a Ferromagnetic Josephson Junction
本文从理论上研究了s波超导体/正常金属/铁磁金属/s波超导体(S/N/F/S)约瑟夫森结中邻近效应引起的含有Rashba自旋轨道相互作用(RSOI)的正常金属内部的磁化强度.通过求解考虑RSOI的线性化Usadel方程,我们发现通过调节RSOI可以使N中邻近效应引起的磁化方向反转,并且我们还发现通过改变超导相位差可以使N中的磁化方向反转,即,约瑟夫森相。从这些结果,它是预期的磁化强度的依赖关系的RSOI和约瑟夫森相位可以应用到超导自旋电子学。
2018-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multichannel effects in Rashba quantum wires
我们研究了具有Rashba自旋轨道耦合的多通道量子线中的子带间混频效应。当接触是铁磁性的,并且它们的磁化方向垂直于Rashba场时,自旋晶体管电流预期以振荡的方式取决于由于行进电子的自旋相干振荡而引起的Rashba耦合强度。然而,我们发现,许多传播模式的存在强烈影响自旋进动效应,导致(i)振荡的淬火和(ii)强烈不规则的曲线为高值的Rashba耦合。我们还观察到,在导线的磁化平行于Rashba场的情况下,电导偏离一个统一的值随着Rashba强度的增加。我们还讨论了Rashba相互作用的感应电流的极化效应时,接触是不磁性的,并调查这种机制是如何影响的存在下,几个传播通道。
2010-01-29 cond-mat.mes-hall
Spin Photovoltaic Effect in Quantum Wires with Rashba Interaction
我们提出了一种量子线中自旋极化光电流产生的机制。这是由于Rashba自旋轨道相互作用、外加磁场和微波辐射的综合作用。在导线中的时间无关的相互作用引起的频谱不对称的k-空间。微波辐射诱导自旋分裂子带之间的跃迁,并且,由于特殊的能量色散关系,在零偏压下产生电荷和自旋电流。我们证明了在适当选择的外部控制参数下,纯自旋电流的产生是可能的。
2005-02-08 cond-mat.mes-hall
Charge pumping by magnetization dynamics in magnetic and semi-magnetic tunnel junctions with interfacial Rashba or bulk extrinsic spin-orbit couplings
本文发展了一种含时非平衡格林函数(NEGF)方法,研究了在F/I/F磁性隧道结(MTJ)或F/I/N半MTJ中,当F/I界面存在本征Rashba自旋轨道耦合(SOC)或F层中存在非本征SOC时,其中一个铁磁层的旋进磁化引起的自旋泵浦问题(F-铁磁体; N-正常金属; I-绝缘屏障)。为了表示时间平均的泵浦电荷电流,或相应的直流电压信号在开路,在最近的实验中测量的半MTJ [T。Moriyama等人,物理修订信函100,067602(2008)]中,我们构建了一种用于双时间傅立叶变换的NEGFs的新的解决方案。在这个表示中的两个能量参数的NEGFs连接的Floquet定理描述多光子发射和吸收过程。在传导电子的这种完全量子力学处理中,我们发现:(i)仅在存在界面Rashba SOC的情况下,F/I/N半MTJ中的非零dc泵浦电压可以在绝热水平出现(即,(ii)如果Rashba SOC不位于旋进F层中,则该电荷泵浦现象消失的独特特征是作为旋进锥角的函数改变符号的dc泵浦电压;(iii)与在没有SOC的情况下的标准自旋泵浦不同,其中一个发射或吸收的微波光子足以匹配随磁化旋转的坐标系中的精确解,Rashba SOC的存在需要考虑多达10个光子,以达到泵浦电荷电流的渐近值;(iv)F/I/F MTJ内的无序可以增强准弹道输运机制中的直流泵浦电压;……
2011-11-17 cond-mat.mes-hall
Rashba-induced spin electromagnetic fields in a strong sd coupling regime
基于Keldysh Green函数方法,研究了铁磁金属中Rashba自旋轨道相互作用(Rashba诱导自旋Berry相)驱动的自旋电磁场.考虑到没有自旋弛豫的强sd耦合极限(绝热极限),通过计算输运性质确定了自旋电场和磁场。自旋电磁场可以用拉什巴诱导的有效矢势来表示,因此它们满足麦克斯韦方程。与传统的自旋Berry相相反,Rashba诱导的相位在磁化曲线的梯度中是线性的,因此即使对于缓慢变化的结构也可以非常大。研究表明,在存在磁化结构的磁性薄膜中,Rashba诱导的自旋Berry相对自旋施加了洛伦兹力,导致了巨自旋霍尔效应. Rashba诱导的自旋磁场将有助于区分拓扑等效的磁结构。
2013-08-01 cond-mat.mes-hall
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
Angular dependence and symmetry of Rashba spin torque in ferromagnetic heterostructures
在铁磁异质结中,Rashba自旋轨道耦合和交换场之间的相互作用产生电流驱动的自旋力矩。在一个实际的器件中,我们研究了扩散区中的Rashba自旋力矩,发现了两个主要的结果:(1)即使当磁化强度和有效Rashba场对准时,在器件的边缘也存在非零力矩;(ii)由Rashba自旋-轨道耦合驱动的各向异性自旋弛豫速率赋予自旋力矩一般表达式${\bm T}=T^y_{\para}(θ){\bm m}\times(\hat{\bm y}\times{\bm m})+T^y_{\bot}(θ)\hat{\bm y}\times{\bm m}+T^z_{\para}(θ){\bm m}\times(\hat{\bm z}\times{\bm m})+T^z_{\bot}(θ)\hat{\bm z}\times{\bm m}$,其中系数$T_{\para,\bot}^{y,z}$取决于磁化方向。我们的结果与最近的实验结果一致。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall
Interface-driven spin-torque ferromagnetic resonance by Rashba coupling at the interface between non-magnetic materials
Rashba-Edelstein效应源于电子的自旋与其动量之间的相互作用,该相互作用由界面或表面处的自旋-轨道相互作用引起。结果表明,逆Rashba-Edelstein效应可用于将自旋电流转换为电荷电流。在这里,我们证明了Bi/Ag Rashba接口甚至可以驱动相邻的铁磁体共振。我们采用了自旋扭矩铁磁共振激发/检测计划,这是最初开发的散装自旋轨道效应,自旋霍尔效应。在我们的实验中,直接Rashba-Edelstein效应从驱动相邻坡莫合金(Py,Ni 80 Fe 20)层中的磁化旋进的交变充电电流产生振荡自旋电流。磁化动态的电检测是通过由各向异性磁阻引起的时间相关的多层电阻的整流机制来实现的。
2015-08-06 cond-mat.mes-hall
Unified Theory of Spin and Orbital Inverse Faraday Effects in Rashba Metals
Iowa State University(爱荷华州立大学);Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy(美国能源 Ames 国家实验室)
研究揭示了在具有拉索布拉自旋轨道耦合的二维电子系统中,反法拉第效应中自旋与轨道效应的相互作用,通过量子动力学方程和格林函数图示学分析,发现轨道磁化在非相互作用拉索布拉金属中被显著修改,可能与自旋磁化相当或更大。
2026-11-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnified Damping under Rashba Spin Orbit Coupling
自旋轨道耦合自旋力矩由类场[REF:S.G. Tan等人,arXiv:0705.3502,(2007).]和类阻尼项[REF:H. Kurebayashi等人,Nature Nanotechnology 9,211(2014).]已经被广泛研究用于磁存储器。在这篇文章中,我们的重点不是产生上述自旋力矩的自旋轨道效应,而是它放大了所有类场自旋力矩的阻尼常数。由于一阶进动导致二阶阻尼,因此Rashba常数自然被增选,产生放大的类场阻尼效应。Landau-Liftshitz-Gilbert方程分别用于局部磁化和巡回自旋,允许磁化的进展自洽地锁定到自旋。
2015-11-13 cond-mat.mes-hall
A kinetic equation approach to the anomalous Hall effect in a diffusive Rashba two-dimensional electron system with magnetization
本文提出了一种双带动力学方程方法来研究均匀磁化下Rashba二维电子系统的反常霍尔效应。在自洽玻恩近似下考虑了电子与杂质的散射。结果表明,无杂质密度的反常霍尔电导率是由费米面下和费米面附近的电子态分别引起的本征机制和无序机制引起的.内在机制涉及到一个直流场诱导的过渡过程,或者换句话说,一个线性稳态拉比过程。无序介导的一个对应于杂质和参与纵向传输的电子之间的散射。数值上,反常霍尔电导率的自旋-轨道耦合常数和磁化强度的依赖关系被证明为短期和长期的碰撞。
2005-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer RKKY Coupling in Bulk Rashba Semiconductors under Topological Phase Transition
具有本征增强Rashba自旋轨道耦合的体Rashba半导体BiTeX(X=I,Cl和Br)为研究材料中的自旋电子和磁性现象提供了一个新的平台。我们从理论上研究了沉积在体Rashba半导体BiTeI的相对表面上的两个铁磁体在其平凡相和拓扑绝缘体相中的层间交换相互作用。在平凡的阶段BiTeI,我们发现,对于铁磁体的磁化正交的接口,交换耦合是让人想起一个传统的三维金属。值得注意的是,具有平行于界面的磁化强度的铁磁体由于自旋-轨道耦合而显示出与常规三维金属性质不同的磁交换。在这种情况下,层间交换相互作用获得两个周期的振荡和衰减作为的BiTeI层的厚度的倒数。对于拓扑BiTeI,磁交换相互作用成为介导的螺旋表面状态和行为之间的一维自旋链在边缘的样品。表面状态介导的层间交换相互作用允许与非共线磁化的铁磁体的耦合,并显示出不同于平凡的BiTeI的衰减功率,允许在这种材料中的拓扑相变的检测。我们的工作为这些新发现的材料的磁特性及其可能的功能化提供了见解。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall
Quantum Interference and Rashba Spin-Orbit Coupling in a Chain of Planar Quantum Rings: Effects on Magnetic and Transport Properties
该研究探究了平面量子环链二维电子气在Rashba自旋轨道耦合与磁场下的磁输运性质,揭示了微带塌缩、磁化转变等现象,为自旋电子学等领域的二维材料研发提供参考。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall
Spin Torque Oscillator and Magnetization Switching in double barrier Rashba Zeeman Magnetic Tunnel Junction
本文研究了双势垒RZ $|$重金属(HM)$|$ RZ磁性隧道结(MTJ)中存在Rashba-Zeeman(RZ)、Ruderman-Kittel- Kasuya - Yoside(RKKY)和Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用时基于自旋矩的磁化振荡和翻转.该系统具有稳定的磁化振荡,在适当的自旋转移矩(STT)下,RKKY和DM相互作用的强度存在显著差异,可以作为振荡器或开关工作。对于RKKY和DM相互作用阶数相同的系统,观察到磁化振荡的非线性特征。然而,这种振荡的非线性可以通过外部磁场或考虑具有合适RZ相互作用的材料来减小。除此之外,我们的研究揭示了磁化开关可以通过使用合适的STT进行调谐。还观察到开关时间对层厚度的依赖性。对于RKKY和DM相互作用阶数相同或以RKKY相互作用为主的系统,开关速度随厚度的增加而增加。当DM相互作用超过RKKY相互作用时,可以看到相反的特征。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous and Spin Hall Effects in a Magnetic Tunnel Junction with Rashba Spin-Orbit Coupling
从理论上研究了磁性隧道结中的反常和自旋霍尔效应,在这种结中,外加电压在隧道势垒层中产生Rashba自旋或位耦合。铁磁电极是自旋极化电流的源。隧穿电子由于施加的电场而在势垒内经历自旋-轨道耦合。电荷和自旋霍尔电流的功能内的障碍和电极的磁化之间的角度的位置计算。我们发现电荷和自旋霍尔电流都位于界面附近的势垒内。电流对磁性隧道结的磁性配置的依赖性使得通过电极的磁化的旋转由霍尔电流进行操纵成为可能。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall
Large angle precession of magnetization maintained by a microwave voltage
基于宏观自旋模型,分析了微波电压对磁化进动的影响。微波电压通过压控磁各向异性(VCMA)效应诱导振荡各向异性场,从而激发磁化强度。当磁化强度随微波电压变化时,大角度进动得以维持。推导了各向异性场作用下磁化强度的有效运动方程,并通过对运动方程的分析阐明了同步的机理。得到了各向异性振荡场的角频率失谐和振幅同步的条件。研究结果对基于VCMA的磁旋进节能自旋电子学器件如基于VCMA的磁阻随机存储器和纳米级微波磁场发生器的开发具有重要意义。
2020-11-04 cond-mat.mes-hall
Magnetization dynamics in the single-molecule magnet Fe8 under pulsed microwave irradiation
我们目前的测量单分子磁铁Fe8在118 GHz的脉冲微波辐射的存在下。自旋动力学研究通过时间分辨磁化实验使用霍尔探针磁强计。我们研究了微波脉冲后磁化强度的弛豫行为。实验数据的分析是根据不同的贡献磁化脉冲后弛豫。我们发现,声子瓶颈的特征弛豫时间为10至100毫秒强烈影响的磁化动力学。此外,自旋扩散的空间效应是通过使用不同尺寸的样品和样品的微波照射的不同方式来证明。
2007-01-15 cond-mat.mes-hall
Optically induced spin-dependent diffusive transport in the presence of spin-orbit interaction for all-optical magnetization reversal
我们考虑了短脉冲激光作用下不同自旋轨道相互作用机制对退磁过程的影响。垂直磁化的薄膜如果有足够强的自旋霍尔、斜散射和Rashba相互作用,则可以发生全光磁化反转。在存在自旋-轨道相互作用的情况下,瞬态电荷电流提供横向自旋电流和累积的产生,其最终对磁化施加自旋转移力矩。通过将光激发的自旋相关扩散输运与由于斜散射、自旋-霍尔、逆自旋-霍尔和Rashba相互作用引起的自旋和电荷电流结合到一个数值模型中,我们证明了超快全光磁化反转的可能性。这一认识引发了有趣的,更深入的实验研究自旋轨道相互作用机制的作用,在优化结构的全光学磁化反转。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall
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
Magnetization of ballistic quantum dots induced by a linear-polarized microwave field
基于大量的理论分析和数值计算,我们证明了在二维电子气处于热平衡的介观弹道量子点中,线性极化的微波场会产生稳定的磁化强度。磁化强度与点中的电子数和微波功率成正比。中等强度的微波场在几微米大小的一个点中产生的磁化强度比持续电流产生的磁化强度大几个数量级。这种效应对温度的依赖性很弱,可以用现有的实验技术观察到。这种效果和棘轮在不对称纳米结构之间的相似之处也进行了讨论。
2006-10-25 cond-mat.mes-hall
Anatomy of Spin and Current Generation from Magnetization Gradients in Topological Insulators and Rashba Metals
本文对比研究了拓扑绝缘体和Rashba金属中磁化梯度驱动的自旋与电流生成,发现前者受宇称反常保护的量子化相互转换系数支配,后者虽也量子化但不抗无序且系数存在不连续性,为探测拓扑表面态及实现超导二极管效应提供新途径。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subnanosecond magnetization reversal of magnetic nanoparticle driven by chirp microwave field pulse
研究了线性下啁啾微波磁场脉冲驱动下单畴磁性纳米粒子的磁化反转。基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的数值模拟结果表明,单独的下啁啾脉冲能够引起亚纳秒级的磁化反转。在一定的初始频率和啁啾率范围内,所需的场幅值远小于定频微波场。快速反转是因为下啁啾微波场在磁性粒子穿过能垒之前和之后分别充当能量源和能量汇。将自旋极化电流附加地施加到系统进一步减小了微波场幅度。我们的研究结果为实现低成本和快速的磁化反转提供了一种新的途径。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall
Gate-control of spin-motive force and spin-torque in Rashba SOC systems
已经预测引入强Rashba自旋轨道耦合(SOC)以增强自旋动力(SMF)[参见Phys. Rev. Lett. { \bf 108},217202(2012)]。在这项工作中,我们预测的SMF的进一步增强的时间调制的Rashba耦合$α_R$,诱导一个额外的电场$E^R_d={\dot α_R} m_e/e\hbar({\hat z}\times {\mathbf m})$。当调制频率高于磁化旋进频率时,该磁场的幅值明显大于先前预测的结果。相应地,磁化上的自旋扭矩也有效地增强。另外,通过调节${\dot α_R}$,系统中SOC诱导的自旋力矩的性质可以从阻尼转变为类反阻尼。我们还提出了一种偏置方案来实现SMF的整流,{ \it,即},通过在谐振频率下施加方波电压。最后,我们数值估计所产生的自旋力矩场所产生的高斯脉冲时间调制的$α_R$。
2015-12-06 cond-mat.mes-hall
Fast magnetization reversal of a magnetic nanoparticle induced by cosine chirp microwave field pulse
研究了圆偏振余弦啁啾微波脉冲(CCMP)驱动下单畴磁性纳米粒子的磁化反转。基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的数值结果表明,CCMP本身能够驱动快速且节能的磁化反转。与线性下啁啾微波脉冲相比,CCMP所需的微波场幅度和初始频率都要小得多。这是由于CCMP的频率变化与磁化旋进的频率变化紧密匹配而实现的,这导致磁性粒子在其越过能量势垒之前(之后)通过磁性粒子(从磁性粒子)有效的受激微波能量吸收(发射)。我们进一步发现,易平面形状各向异性的增强显着降低所需的微波振幅和CCMP的初始频率。我们还发现,有一个最佳的吉尔伯特阻尼快速磁化反转。这些发现为实现快速、低成本的存储器件提供了一条途径。
2021-09-15 cond-mat.mes-hall
Exact and quasiclassical Green's functions of two-dimensional electron gas with Rashba-Dresselhaus spin-orbit interaction in parallel magnetic field
本文给出了在面内均匀磁场作用下具有Rashba-Dresselhaus自旋-轨道相互作用的二维电子的单粒子格林函数的新的精确和渐近结果。一个特殊的情况下,允许一个精确的解析解也突出显示。为了证明我们的方法的优点,我们应用所获得的格林函数计算电子密度和磁化强度
2018-05-15 cond-mat.mes-hall
Spin motive force induced by Rashba interaction in the strong sd coupling regime
研究了在传导电子与局域自旋之间存在强sd相互作用的情况下,Rashba相互作用诱导的自旋动力。的动力计算的基础上的微观形式主义通过评估的电流密度的时间导数。结果表明,有两个动力,一个正比于$\EvR\times\dot{\nv}$,另一个,垂直分量,正比于$\EvR\times(\nv\times\dot{\nv})$,其中$\EvR$和$\nv$是Rashba电场和局域自旋方向,分别。第二种类型出现在强sd耦合制度的自旋弛豫。自旋弛豫的垂直分量的出现可以从与电流引起的力矩的类比来理解。在畴壁运动的情况下,这两个贡献的自旋动力是相同的数量级,而第一项占主导地位的情况下,旋进的均匀磁化。我们的结果解释了外观的垂直分量在弱sd耦合极限,最近讨论的自旋阻尼的上下文中。检测均匀磁化进动引起的交流电压作为薄膜和导线中Rashba相互作用的实验证据。
2012-11-22 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
The Rashba Hamiltonian and electron transport
Rashba哈密顿量描述了在外场存在下自旋轨道耦合导致的导带分裂,通常用于模拟受限窄隙半导体的电子结构。由于自旋态的混合,在输运性质的计算中必须小心。我们推导出Rashba分裂导带的速度算子,并证明了铁磁体和Rashba分裂半导体之间的界面的传输不依赖于磁化方向,与文献中先前的断言相反。
2001-07-11 cond-mat.mes-hall
Conductance of Rashba spin-split systems with ferromagnetic contacts
本文利用Landauer-Büttiker理论研究了具有铁磁导体(F)和具有Rashba自旋轨道相互作用的二维电子气(R)的异质结构的电导。假设一个一维模型,我们首先找到FR界面的$S$ -矩阵。然后将该结果应用于不同的器件,诸如首先由Datta和Das[Appl.Phys.Lett. 56,665(1990)]。我们发现共线磁化的情况下的电导的解析结果。
2001-12-11 cond-mat.mes-hall
Nonvanishing anisotropic magnetoresistance in Rashba two-dimensional electron systems with nonmagnetic disorders
研究了具有Rashba自旋轨道耦合和无序碰撞的自旋极化二维电子气中的各向异性磁电阻效应。我们发现AMR的存在,所产生的面内磁化,自旋轨道耦合,和非线性远程无序散射的综合作用。此外,数值计算表明,远程无序的平滑性可以强烈地影响AMR,这种AMR是敏感的电子密度。对于自旋轨道分裂较强的低密度系统,得到了较大的AMR($\approx24%$)。
2009-11-04 cond-mat.mes-hall
Theory of light-induced effective magnetic field in Rashba ferromagnets
基于最近的导电铁磁薄膜的全光磁化反转实验,我们利用非平衡态理论计算了短脉冲激光在Rashba铁磁体中产生的有效磁场。对这种效应的主要贡献来自于自旋分裂子带之间的直接光学跃迁。由此产生的有效磁场与杂质散射率成反比,并且在Co/Pt双层膜等系统中可以达到几特斯拉的幅度。我们证明了铁磁系统中的总光感生有效磁场是两个贡献之和:一个是磁化强度的偶函数,与螺旋度相关;一个是磁化强度的奇函数,与螺旋度无关.自旋-轨道相互作用的主要作用是拓宽直接光学跃迁的频率范围。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-local Spin-charge Conversion via Rashba Spin-Orbit Interaction
我们从理论上表明,在金属中的自旋-轨道相互作用的自旋和电荷之间的转换发生,即使在非本地设置的磁化和自旋-轨道相互作用是空间分离的,如果考虑到电子扩散。对Rashba自旋-轨道相互作用进行了微扰处理。结果表明了有效自旋规范场(自旋动力)概念在非定域组态中的有效性。在铁磁物质、正常金属和重金属三层结构中观察到的逆Rashba-Edelstein效应可以用非局域有效自旋规范场来解释。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Nonlinear anomalous Hall effect and negative magnetoresistance in a system with random Rashba field
我们预测了两个自旋相关的输运现象,在二维电子系统中,这是由空间起伏的Rashba自旋轨道相互作用引起的。当电子气被磁化时,随机的Rashba相互作用导致反常的霍尔效应。这种系统的一个例子是基于窄隙磁致伸缩器的对称量子阱。我们发现,反常的霍尔电导率揭示了一个强烈的非线性依赖于磁化强度,在大自旋密度呈指数下降。我们还表明,电子散射从一个波动的Rashba场在一个二维的电子系统导致的负磁阻产生完全是由于自旋相关的影响。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall
Rashba-Edelstein Magnetoresistance in Metallic Heterostructure
本文报道了在金属异质结中观察到的由Rashba自旋轨道耦合引起的磁电阻效应:Rashba-Edelstein(RE)磁电阻效应。我们发现,在一个Bi/Ag/CoFeB三层耦合电流诱导的自旋积累的电阻的直接和反向RE效应的同时行动。电阻随磁场角度而变化,这让人想起自旋霍尔磁阻,尽管体SOC不负责磁阻的事实。我们进一步发现,即使当磁化饱和时,电阻也随着磁场强度的增加而增加,这归因于该系统中的Hanle磁电阻。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall
Theory of spin pumping and inverse Rashba-Edelstein effect in a two-dimensional electron gas
该研究理论分析了铁磁绝缘体与二维电子气结中的自旋泵浦及逆Rashba-Edelstein效应,强调顶点修正对准确描述这些效应至关重要。
2024-11-11 cond-mat.mes-hall
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
Surface spin polarization in the magnetic response of GeTe Rashba ferroelectric
针对非磁性GeTe拓扑半金属,实验发现低场下反常的窄磁化回线,并排除常规铁磁及多相解释,将其归因于铁电性与自旋极化表面态的关联。
2023-11-20 cond-mat.mes-hall
Theory of the inverse Rashba-Edelstein effect induced by thermal spin injection
本文从理论上研究了铁磁绝缘体与二维电子气结中由温差驱动的逆Rashba-Edelstein效应,利用Boltzmann方程计算诱导电流,并揭示了其与磁化方向、自旋织构和温度的依赖关系。
2024-09-02 cond-mat.mes-hall
Diffusive spin dynamics in ferromagnetic thin films with a Rashba interaction
在铁磁金属层中,在Rashba自旋轨道相互作用和磁性的存在下,得到耦合的电荷和自旋扩散方程。由Rashba场引起的磁化强度和非平衡自旋密度之间的错位引起作用于铁磁序参量的Rashba自旋力矩。在一般形式中,我们发现Rashba扭矩由面内和面外分量组成,即$\bm{T}=T_{\bot}\hat{\bm{y}}\times{\hat{\bm m}}+T_{\parallel}{\hat{\bm m}}\times({\hat{\bm y}}\times{\hat{\bm m}})$。对二维纳米线的数值模拟讨论了扩散对Rashba扭矩的影响,其揭示了细线的比率$T_{\parallel}/T_{\bot}$的大的增强。我们的理论提供了一个解释的机制,驱动在一个单一的铁磁体在最近的实验中观察到的磁化翻转。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Rashba interaction in quantum wires with in-plane magnetic fields
我们分析了在自旋轨道耦合和面内磁场存在下弹道准一维系统的光谱和输运性质。我们的研究结果表明,Rashba进动和子带间耦合必须同等对待的波矢量附近的磁场诱导间隙。我们发现,子带间耦合限制了负有效质量的发生在间隙边缘和修改的线性电导曲线在强耦合限制。讨论了磁场对金属丝磁化自旋织构取向的影响。
2005-12-14 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of spin-transfer torques and Gilbert damping induced by Rashba coupling
本文从微观上研究了具有自旋无关高斯白噪声无序的二维Rashba铁磁体的自旋转移矩、吉尔伯特阻尼和有效自旋重整化。Rashba自旋轨道耦合引起的这些现象的各向异性进行了深入的分析。对于两个部分填充自旋子带的情况,建立了各向异性STT,GD和ESR之间的显着关系。在没有磁场和其他磁化力矩的情况下,这种关系对应于具有传导电子的经典漂移速度的磁性织构的电流感应运动。最后,我们计算了系统的自旋极化率,推广了自旋极化电流的概念。
2020-12-07 cond-mat.mes-hall
Spin-wave-induced spin torque in Rashba spin-orbit coupling system
我们研究了Rashba自旋轨道耦合对自旋波诱导的自旋力矩的影响,自旋波是磁化的平面波动力学。自旋力矩是由线性响应理论推导出来的,我们通过考虑杂质梯形和顶点修正来计算动态自旋力矩。该动态自旋力矩分为三项:阻尼项、$distortion$项和运动方程的修正项。$distorting$扭矩描述了Rashba自旋轨道耦合系统特有的现象,其中磁化进动的扭曲运动受到来自Rashba耦合的各向异性力。进动的振荡模式呈现椭圆轨迹,椭圆率取决于嵌套效应的强度,这可以通过减小电子寿命来减小。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
2D Rashba system in AC magnetic field
本文研究了电子系统在超高频磁场作用下脱离平衡态,产生复合跃迁时,对直流测量电场的响应。讨论的模型包括朗道量子化和微波辐射的贡献。杂质中心被认为是散射源。结果表明,超高频磁场对电子系统的扰动导致电导率张量对角分量的振荡。
2006-05-03 cond-mat.mes-hall
Conserved Spin and Orbital Angular Momentum Hall Current in a Two-Dimensional Electron System with Rashba and Dresselhaus Spin-orbit Coupling
通过对自旋和轨道角动量(OAM)流分别引入自旋和OAM矩修正,从理论上研究了具有Rashba和Dresselhuas自旋轨道耦合的高迁移率二维电子系统中的自旋和轨道角动量(OAM)霍尔效应.我们发现,当两个能带都被占据时,自旋霍尔电导率仍然是常数(即,与载流子密度无关),然而,其具有与先前值相反的符号。自旋霍尔电导率一般不会被OAM霍尔电导率抵消。OAM霍尔电导率也与载流子密度无关,但取决于Rashba与Dresselhaus自旋轨道耦合的强度比,这表明可以通过调节栅极电压来调节Rashba耦合来操纵总霍尔电流。我们注意到,在纯Rashba系统中,虽然由于角动量守恒,自旋霍尔电导率被OAM霍尔电导率完全抵消,但自旋霍尔效应仍然可以表现为非零磁化霍尔电流和样品边缘的有限磁化,因为与电子自旋相关的磁偶极矩是OAM的两倍。我们还评估了电场引起的OAM,并讨论了OAM霍尔电流的起源。最后,我们发现自旋和OAM霍尔电导率与Berry矢量(或规范)势密切相关。
2006-05-04 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium Magnetization Dynamics in the Fe_8 Single-Molecule Magnet Induced by High-Intensity Microwave Radiation
将共振微波辐射施加到分子磁体Fe_8的单晶上,会引起样品磁化强度的急剧变化。激发态之间的转换,发现即使在标称系统温度下,这些水平具有可忽略不计的人口。我们发现的证据表明,样品显着加热时,共振条件得到满足。此外,在强辐射的短脉冲关闭后观察到加热,表明自旋系统与晶格不平衡。
2005-05-10 cond-mat.mes-hall