Spintronics for electrical measurement of light polarization
圆偏振光束的螺旋度可以由III-V族半导体中的光激发电子的自旋方向确定。我们提出了一个理论论证如何随后的电子自旋极化的方向可以确定由两个铁磁/半导体肖特基势垒的电气手段。所提出的方案允许在小结构中的自旋积累的时间分辨检测，并可能具有设备应用。
2006-03-04 cond-mat.mes-hall
Modulation of Spin Accumulation by Nanoscale Confinement using Electromigration in a Metallic Lateral Spin Valve
我们研究了具有狭窄通道的横向自旋阀中的自旋输运。使用电迁移，我们调制的自旋积累连续变化的非磁性通道的宽度在一个单一的位置。通过拟合作为非磁性通道电阻的函数的非本地自旋信号数据，我们从单个器件中提取关于自旋输运的所有相关参数。模拟结果表明，收缩通道阻止了累积自旋的扩散，而不是导致自旋翻转。这一结果可用于改进未来用于信息处理的自旋电子器件的设计。
2015-11-19 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Spin Accumulations Drive Magnetization Reversal in Multilayers
Université de Lorraine（洛林大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（产业技术综合研究所）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
超快自旋积累驱动多层磁化反转，揭示了超快磁化动态对自旋阀自由层磁态的影响，为超快自旋电子器件设计提供新原理。
2025-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic magneto-Coulomb effect versus spin accumulation in a ferromagnetic single-electron device
我们研究了纳米自旋电子学单电子器件的磁输运特性。该设备由单个非磁性纳米物体（纳米尺寸的Al或Cu纳米粒子）连接到Co铁磁导线。与模拟的比较使我们能够将所观察到的磁阻归因于自旋累积或各向异性磁库仑效应（AMC），这两种效应具有非常不同的起源。这两种效应在类似样品中观察到的事实表明，库仑阻塞和磁阻行为的仔细分析是必要的，以区分它们在磁性单电子器件。作为进一步研究的工具，我们提出了一种简单的方法来根据自旋电子学器件的库仑阻塞I-V曲线确定自旋输运或AMC效应是否占主导地位。
2011-11-24 cond-mat.mes-hall
Spin-accumulation induced magnetic texture in a metal-insulator bilayer
我们考虑了正常金属中的自旋积累对相邻磁绝缘体中的磁静力学和磁动力学的影响。特别是，我们专注于自旋积累和磁绝缘体的易磁化轴之间的任意角度。基于Landau-Lifshitz-Gilbert现象学和磁电子电路理论，我们发现磁织构扭曲成一种稳定的结构，这种结构被证明是由虚的或图像的畴壁结构描述的，即，铁磁体外的畴壁。我们表明，即使当自旋积累是垂直于各向异性轴，磁织构发展的一个组件平行于足够大的自旋偏置的自旋积累。这种平行分量的出现引起自旋霍尔磁电阻和非局域磁振子输运的阈值行为。该阈值可用于设计可在没有外部磁场的情况下操作的新型自旋电子器件和磁振子器件。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall
Efficient spin accumulation carried by slow relaxons in chiral tellurium
研究发现在手性碲晶体中，Fermi表面的自旋-动量纠缠产生慢relaxon，主导自旋与轨道角动量积累，实现50%高转换效率与长自旋寿命，解决了自旋长距离传输难题。
2024-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Accumulation and Spin Relaxation in a Large Open Quantum Dot
我们报道了在微米尺度的开放量子点中自旋向上和自旋向下的电子之间的不平衡的电子控制和测量。自旋注入和检测是通过量子点接触实现的，量子点接触被调谐为具有自旋选择性传输，每个点有四个接触，用于实现非局域自旋阀电路。这为自旋电子效应的研究提供了一个有趣的系统，因为与储层的接触可以被高精度地控制和表征。我们展示了如何可以用来提取在一个单一的测量点内的电子自旋的弛豫时间~ 300 ps和自旋极化的接触P ~ 0.8的程度。
2008-08-22 cond-mat.mes-hall
Pure Spin Photocurrent in Altermagnetic Photovoltaic Battery
Hubei Minzu University（湖北民族大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；Peking University（北京大学）；Tiangong University（天津工业大学）；Zhejiang University of Technology（浙江工业大学）；Northwest A&F University（西北农林科技大学）
本文提出一种由非磁性半导体层夹在两个交变磁电极之间构成的交变磁自旋光伏电池，通过第一性原理量子输运模拟证明该结构在相反奈尔矢量下产生纯自旋光电流，且在线偏振和圆偏振光下均可调。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall
Giant enhancement of spin accumulation and long-distance spin precession in metallic lateral spin valves
横向自旋阀中的非定域自旋注入有望成为产生纯自旋电流的有效方法。然而，决定流入附加铁磁线的自旋电流大小的自旋阀电压通常为1 μV的量级。在这里，我们表明，具有低电阻的NiFe/MgO/Ag结的横向自旋阀能够在高施加电流密度下实现有效的自旋注入，这导致自旋阀电压增加了百倍。Hanle效应测量表明，在6 μm长的Ag丝上存在长距离的2 π自旋集体旋进.这些结果表明，路线更快和可操纵的自旋输运的纯自旋电流为基础的存储器，逻辑和传感设备的发展。
2011-05-09 cond-mat.mes-hall
Edge spin accumulation in semiconductor two-dimensional hole gases
局域自旋密度的可控产生是半导体自旋电子学的关键技术之一。本文研究了自旋霍尔效应在强自旋轨道相互作用的二维空穴气中引起的边缘自旋积累。我们认为，这是一个内在的属性，在这个意义上说，它是独立的无序散射的强度。数值计算表明，这种机制引起的边缘附近的自旋极化可以很大，并且随着自旋轨道耦合强度的增加，它变得更大，更强的局域化，并且一旦超过弹性散射平均自由程，它与导电带的宽度无关.我们在二维空穴气微器件中的实验证实了这种显著的自旋霍尔效应现象.通过外部磁场实现可比较水平的自旋极化将需要实验室设备，其物理尺寸和操作电流比我们的自旋霍尔效应设备大百万倍。
2005-09-12 cond-mat.mes-hall
Deterministic Switching of the Néel Vector by Asymmetric Spin Torque
Anhui Province Key Laboratory of Low-Energy Quantum Materials and Devices, High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院高磁场实验室低能量子材料与器件安徽省重点实验室）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Key Laboratory of Materials Physics, Institute of Solid State Physics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所材料物理重点实验室）；MOE Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter, Shaanxi Province Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optoelectronic Devices, School of Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学物理学院非平衡合成与调控凝聚态物质教育部重点实验室陕西省量子信息与量子光电探测器件重点实验室）；School of Physics and Optoelectronic Engineering, Anhui University（安徽大学物理与光电工程学院）；Collaborative Innovation Center of Microstructures, Nanjing University（南京大学微结构协同创新中心）；Institute of Physical Science and Information Technology, Anhui University（安徽大学物理科学与信息技术学院）
通过不对称自旋扭矩实现反铁磁体Néel向量的确定性切换，为反铁磁自旋电子学的高效写入提供了新方法。
2026-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Accumulation based deep MOKE Microscopy
Université de Lorraine（洛林大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
针对深埋磁性层无法用传统磁光克尔效应成像的问题，提出SA-MOKE技术，通过同侧光学触发检测自旋积累，突破光学穿透深度限制，实现铜覆盖层达数百nm时的磁成像。
2025-11-17 cond-mat.mes-hall
Giant edge spin accumulation in a symmetric quantum well with two subbands
本文研究了形成于具有两个子带的对称势阱中的高迁移率二维电子气的边自旋积累。该研究受到Hernandez等人[Phys. Rev. B { \bf 88}，161305（R）（2013）]的最近实验的强烈激励，该实验证明了双层对称GaAs结构的边缘附近的自旋积累，而单层配置中没有影响。我们考虑的自旋轨道相互作用的内在机制是由两个相反宇称的子带态之间的耦合引起的。我们得到一个参数大幅度的边缘自旋密度的两个子带的样本相比，通常的单子带结构。我们表明，在系统中存在的差距，即，两个子带底部之间的能量分离$Δ$显著地改变了边缘自旋累积的图像。因此，通过改变费米能（电子密度）和/或$Δ$，可以容易地从弱自旋积累区前进到强自旋积累区。我们估计，通过将间隙$Δ$从零改变到$1÷2$ K，效应的大小改变了三个数量级。这为设计新的自旋电子器件开辟了可能性。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall
Effective gauge field theory of spintronics
本文的目的是在有效规范场--自旋规范场概念的基础上，提出一个关于自旋电子学现象的综合理论。当我们改变描述系统的基，描述系统的低能性质时，通常会产生有效的规范场。在铁磁金属中，它是由局域自旋（磁化）结构和传导电子的自旋电流耦合而产生的。本文的前半部分是量子力学的论证和唯象。我们证明了自旋规范场具有绝热和非绝热（非对角）分量，构成一个SU（2）规范场。绝热成分引起自旋Berry相、拓扑霍尔效应和自旋动力，而非绝热成分通过诱导非平衡自旋积累而引起自旋转移矩和自旋泵效应.在论文的后半部分，介绍了场论方法。从微观角度研究了外加自旋极化电流时局域自旋的动力学行为，讨论了电流驱动的畴壁运动。最后介绍了界面自旋轨道相互作用的最新研究进展。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Organic Spintronics
本文综述了有机自旋电子学的最新研究进展，即有机材料作为介质来传输和控制自旋极化信号。用于注入和检测自旋的接触由金属、氧化物或无机半导体形成。首先，自旋电子学和有机电子学的基本概念得到解决，特别是有机自旋电子学相关的现象突出。然后回顾了使用不同有机材料的实验，包括碳纳米管、有机薄膜、自组装单分子膜和单分子。所观察到的磁阻指向成功的自旋注入和检测，但寄生磁阻效应很容易与自旋积累混淆。一些研究报告了长自旋弛豫时间和长度，这为进一步研究奠定了有希望的基础。最后，我们将讨论悬而未决的问题和难题。
2007-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Alternating Spintronics: Capacitive Behavior of Spin Valves and Resonator Applications
Fudan University（复旦大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本研究通过时间依赖自旋扩散模型揭示了自旋阀在交变电流下的电容特性，为高频自旋电子器件开发提供了新思路。
2025-06-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spintronics with a Weyl point in superconducting nanostructures
我们调查运输超导纳米结构住房的外尔点的Andreev束缚态的光谱。在该点附近实现最小磁体状态。一个或多个普通金属引线隧道耦合到纳米结构。我们已经表明，这种最小的磁性设置是适合于实现所有共同的目标的自旋电子学：检测的磁性状态，电流到自旋电流的转换，潜在地达到一个自旋的绝对极限，每个电荷转移，检测自旋积累的铅。该装置的特点和可能的优点是能够通过控制参数的微小变化在磁性和非磁性状态之间切换：超导相位差。我们采用这种属性，以证明不太常见的自旋电子效应的可行性：按需自旋和替代自旋电流。
2020-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of oblique-field magnetoresistance from spin centers in three-terminal spintronic devices
我们提出了一个一般的随机Liouville理论的电输运通过一个单一的缺陷的自旋0到自旋1/2的过渡通过顺序跳跃发生在两个导体之间的障碍。我们发现类似于汉勒功能（伪汉勒功能），起源于泡利阻塞没有自旋积累的磁导率，并预测缺陷的自旋的演变修改传统的汉勒响应，产生一个反转的汉勒信号从自旋中心的演变。我们建议在斜磁场的研究，将明确地确定，如果一个磁导结果从自旋中心辅助运输。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin and charge transport in material with spin-dependent conductivity
研究了自旋相关导电材料中的自旋和电荷输运。结果表明，在铁磁金属中，沿自旋扩散方向存在电荷积累，导致自旋扩散长度缩短。结果表明，在半导体中的漂移和扩散电流之间存在着实质性的相互作用。描述了电荷电流对自旋电流的增益/阻尼效应以及半导体中自旋电流阈值的存在。由于这些新的自旋电子学效应的显著性，它们可能被用于新的高效自旋电子学器件的设计。讨论了自旋漏对自旋输运的影响。
2012-05-07 cond-mat.mes-hall
Dirac spin gapless semiconductors: Ideal platforms for massless and dissipationless spintronics and new (quantum) anomalous spin Hall effects
为了实现超快、超低功耗的自旋电子器件，新一代自旋电子学应是理想的无质量、无耗散的自旋电子学。我们证明了具有线性能量色散的无自旋能隙材料是能够实现这些无质量和无耗散态的独特材料。此外，我们提出了四种新类型的自旋霍尔效应，其中包括自旋积累的相同数量的电子和空穴具有相同或相反的自旋极化在样品边缘的霍尔效应测量，但与消失的霍尔电压。这些新的霍尔效应可以归类为（量子）反常自旋霍尔效应。本文介绍了线性色散和抛物色散的无自旋能隙半导体的无质量无耗散自旋电子学和新的自旋霍尔效应。在具有蜂窝或正方形晶格的简单氧化物的铁磁单层中，证明了Dirac型或抛物型自旋无隙半导体的新的可能候选者。
2016-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High temperature spin selectivity in a quantum dot qubit using reservoir spin accumulation
本文提出利用铁磁体诱导的库自旋积累在量子点中实现高温自旋选择性，在4 K液氦温度下可实现错误率低于$10^{-4}$的自旋初始化，为高温自旋量子比特操作及量子计算与自旋电子学的融合提供了新途径。
2024-03-29 cond-mat.mes-hall
Electric-field control of spin accumulation signals in silicon at room temperature
我们演示了在室温下，在一个金属氧化物半导体场效应晶体管结构的Si沟道和CoFe/ $n^{+}$ -Si接触的栅极电压控制的自旋积累信号。在施加背栅电压的情况下，我们清楚地观察到三端汉勒效应信号，即，自旋累积信号。自旋累积信号的幅度可以随着栅极电压的增加而减小。我们认为，栅控自旋信号是由于CoFe/ $n^{+}$ -Si接触下Si沟道中载流子密度的变化引起的。这一研究不仅是硅基自旋电子器件应用于栅结构的技术飞跃，而且为室温下半导体硅沟道中的自旋注入提供了可靠的证据。
2011-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant spin Hall effect in AB-stacked MoTe2/WSe2 bilayers
自旋霍尔效应（SHE）是电流产生横向自旋电流的一种效应，在自旋电子学中起着重要的作用，可以产生和操纵自旋极化电子。这种现象源于自旋轨道耦合。一般来说，较强的自旋轨道耦合有利于较大的SHE，但较短的自旋弛豫时间和扩散长度。在单一材料中实现大SHE和远程自旋输运仍然是一个挑战。在这里，我们证明了一个巨大的内在SHE AB堆叠MoTe 2/WSe 2莫尔双层直接磁光成像。在密度< 1 A/m的中等电流下，我们观察到横向样品边缘上的自旋积累几乎饱和了自旋密度。我们还证明了远程自旋霍尔传输和有效的非本地自旋积累仅限于设备的大小（约10微米）。结果表明，巨SHE只发生在Chern绝缘态附近，在低温下，它出现在量子反常霍尔击穿之后。我们的研究结果表明，摩尔工程的Berry曲率和大SHES潜在的自旋电子学应用。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall
Infinite magneto-resistance and bipolar effect in spin valves driven by spin batteries
本文提出满足特定对称性条件的自旋阀在自旋电池驱动下可产生无限磁阻效应（IMR）并关联Johnson晶体管双极效应，突破传统GMR限制。
2024-11-15 cond-mat.mes-hall
Huge enhancement of the magnetoresistance in nanoparticle arrays
我们发现，充电效应和非平衡自旋积累之间的相互作用有一个显着的效果，通过一个阵列的纳米结构连接到铁磁电极的电流。作为偏置电压的函数的电流中的大的振荡显示为电极的磁化的平行取向。这些振荡起源于通过阵列的自旋势的不均匀性，并且与自旋累积中的振荡相关。在反平行取向下，自旋势是均匀的，不出现振荡，这种灵敏度使得隧穿磁电阻比单岛情况下大大增强，为提高纳米器件的自旋响应开辟了新的途径。
2010-10-06 cond-mat.mes-hall
Room-temperature detection of spin accumulation in silicon across Schottky tunnel barriers using a MOSFET structure
利用一种具有高质量CoFe/n^+Si接触的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）结构，我们系统地研究了室温下掺杂浓度为~ 4.5*10^15cm^-3的非简并Si沟道中的自旋注入和自旋积累。通过向沟道施加栅极电压（V_G），我们获得足够的偏置电流（I_Bias）用于在沟道中产生自旋累积，并且即使在室温下也观察到清晰的自旋累积信号。而自旋信号的幅度通过增加I_Bias而增强，有趣的是，它通过增加V_G而减小。这些特征可以在常规自旋扩散模型的框架内理解。研究结果表明，在室温下不使用绝缘隧道势垒的非简并Si沟道自旋注入技术是一种新的自旋注入技术，它为具有栅电极的Si基自旋电子器件的应用提供了一种新的技术途径。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
What is a proper definition of spin current? -- Lessons from the Kane-Mele Model
针对固体自旋不守恒导致自旋流定义不唯一的问题，本文通过含Rashba项的Kane-Mele模型对比两种主流自旋流定义的自旋霍尔电导率与实时模拟的边缘自旋积累，发现Rashba项较大时二者均无法准确估计自旋积累，表明实时模拟的必要性。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall
Spin Transfer from the point of view of the ferromagnetic degrees of freedom
自旋电子学是描述耦合到发电机的磁性系统的通用术语，考虑到附着到载流子的自旋。在这篇关于{ \it Spin Caloritronics}的专题综述中，我们集中精力研究自旋电子器件中的{ \it不可逆过程}，它涉及到传导电子的自旋和铁磁自由度。本报告的目的是澄清不同种类的功率消耗在金属铁磁体接触到一个发电机的性质，并利用它在介观非平衡态热力学理论的框架。由连接到不同储层的通用系统耗散的内部功率（即内部熵产生乘以温度）的表达式允许通过引入相关唯象动力学系数来导出相应的动力学方程。在推导了铁磁自由度的动力学方程（即Landau-Lifshitz方程）和自旋累积效应的动力学方程（在双通道模型内）之后，得到了描述自旋转移的动力学方程。考虑了自旋相关弛豫（通常的自旋积累）和准弹道区域的自旋进动（横向自旋积累）。然后进行了推广的朗道-Lifshitz方程的自旋积累的两个势能项的引入，这是实验上可以访问。
2010-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Internal spin resistance of spin batteries
本文提出内自旋电阻概念，用于量化自旋电池中负载回流，并通过戴维南-诺顿关系连接自旋电流源与自旋积累源，给出了多种自旋电池的内自旋电阻显式表达式。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall
Intertwining of lasing and superradiance under spintronic pumping
本文提出一个量子光学平台，描述自旋电子学泵浦的磁振子凝聚体，通过Dicke模型与非平衡浴耦合，揭示了普通泵浦系综中不存在的混合激光-超辐射机制，为量子光学与自旋电子学提供概念桥梁。
2022-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Nonlocal Electronic Spin Detection, Spin Accumulation and the Spin Hall effect
近年来，电自旋注入和探测已成为自旋电子学中一个活跃的研究领域。通常通过铁磁源实现顺磁材料中的自旋注入，而分别通过第二铁磁体或倒数自旋霍尔效应检测感应的自旋累积或相关的自旋电流。本文综述了这一课题的现状，描述了最近的进展和公认的结果。重点是实验技术和成就，带来了重要的进展，自旋现象和可能的技术应用。这些进展包括，除其他外，在各种材料，如金属，半导体和石墨烯的自旋扩散和旋进的表征，作为偏置电压的函数的隧穿电子的自旋极化的确定，以及在具有纯自旋电流的纳米级铁磁颗粒中实现磁化反转。
2009-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large spin accumulation signals in ultrafast magneto-optical experiments
研究表明超快自旋积累产生的磁光信号在特定条件下可与甚至超过磁性层信号，为分离并时空探测输运自旋或轨道角动量提供新框架。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Non-linear spin filter for non-magnetic materials at zero magnetic field
将自旋累积转换为电荷电流的能力对于自旋电子学中的应用是必不可少的。在半导体中，自旋-电荷转换通常使用逆自旋霍尔效应或使用大磁场来实现。在这里，我们展示了一个通用的方法，利用自旋和电荷电流之间的非线性相互作用，执行全电，快速和非侵入性的检测自旋积累，而不需要一个磁场。我们展示了这种技术的操作与弹道GaAs孔作为一个模型系统与强自旋轨道耦合，其中量子点接触提供了非线性能量过滤器。这种方法一般适用于具有强自旋轨道耦合的电子和空穴系统。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall
Out-of-equilibrium Kondo Effect in a Quantum Dot: Interplay of Magnetic Field and Spin Accumulation
本文从理论上研究了在塞曼磁场和电流注入的情况下，通过相互作用量子点的低温非平衡输运。通过使用自洽重整化运动方程的方法，我们表明，注入自旋极化电流导致的调制的塞曼分裂的近藤峰的微分电导。我们发现，适当的自旋积累可以通过补偿磁场引起的分裂来恢复近藤峰。相反，当注入的电流是自旋非极化，我们建立了两个塞曼分裂近藤峰同样移位和分裂保持不变。我们的结果定量地解释了KOBAYASHI T.例如，物理修订信函104，036804（2010）中所述。这些特性可以很好地用于纳米电子和自旋电子器件中的自旋控制和操纵。
2017-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin mediated magneto-electro-thermal transport behavior in Ni80Fe20/MgO/p-Si thin films
在Si中，自旋-声子相互作用是主要的自旋弛豫机制。在低温下，自旋-声子弛豫的缺乏将导致增强的自旋积累。自旋积累可以改变材料内的电热输运，因此可以用作表征自旋介导行为的研究工具。本文首次在Pd（1 nm）/Ni_（80）Fe_（20）（25 nm）/MgO（1 nm）/p-Si（2 μ m）样品中发现了自旋积累诱导的电热输运行为。自旋积累源于自旋霍尔效应。自旋的积累改变了声子的热输运在p-Si引起所观察到的磁-电-热输运行为。我们还观察到在低温下的磁电阻测量相反的磁性表征，这是由于自旋积累的p-Si中的倾斜自旋态的反转开关行为。自旋积累的电流依赖的反常霍尔电阻测量，这表明随着电流增加而减少阐明。这一结果可能为半导体和半导体自旋电子学中自旋介导输运行为的研究开辟一个新的范例。
2017-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field control of light-induced spin accumulation in monolayer MoSe$_2$
本文通过时间分辨克尔旋转研究单层 MoSe₂ 中磁场对光致自旋积累的调控，揭示磁场通过打破能谷能量简并诱导超快自旋翻转，并建立速率方程模型解释电子与空穴自旋动力学的差异。
2023-02-28 cond-mat.mes-hall
Crossover from spin accumulation into interface states to spin injection in the germanium conduction band
半导体中的电自旋注入为探索自旋物理领域的新现象和新一代自旋电子器件铺平了道路。然而，界面态在磁隧道结自旋注入半导体机制中的确切作用仍然存在争议。在这封信中，我们证明了一个明确的过渡，从自旋积累到界面态的自旋注入在$n$ -Ge的导带。我们观察到自旋信号放大，在低温下，由于自旋积累到界面状态，然后由一个明确的过渡到自旋注入的导带从200 K到室温。在这种情况下，自旋信号降低到与自旋扩散模型兼容的值。更有趣的是，我们证明了在这个制度的自旋信号的显着调制由铁磁共振产生的自旋泵，也通过施加背栅电压，这是明确的表现，自旋电流和积累在锗导带。
2013-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral Phonon Activated Spin Seebeck Effect
自旋极化的有效产生是自旋电子学的中心焦点。在磁性材料中，自旋电流可以通过传统的自旋塞贝克效应从热流中产生。近年来，具有确定旋向和角动量的手征声子也在多个研究领域产生了深远的影响。本文从温度梯度下手征声子的非平衡分布入手，在没有磁序和自旋轨道耦合的手征材料中发现了一种新的自旋选择性效应--手征声子激活的自旋塞贝克（CPASS）效应。声子阻力和带输运的贡献，CPASS系数计算的基础上玻尔兹曼输运理论。通过CPASS效应的自旋累积随温度梯度二次增加，并且随化学势调制而变化，从而使得能够高效且可调谐地产生自旋。CPASS效应为手性诱导的自旋选择性效应提供了一个有希望的解释，并为设计基于双手性材料的先进自旋电子器件提供了机会。
2022-03-19 cond-mat.mes-hall
Floquet Spin Splitting and Spin Generation in Antiferromagnets
School of Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学物理学院）；University of Nebraska, Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
研究提出通过光场诱导动态自旋分裂实现铁磁体中自旋电流生成，利用热浴工程实现非相对论性Edelstein效应，为铁磁体自旋操控提供新途径。
2026-03-25 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit torque on nuclear spins exerted by a spin accumulation via hyperfine interactions
本文通过超精细相互作用（费米接触和偶极）展示了自旋积累对核自旋施加自旋轨道力矩，为稳定控制核磁矩和实现核自旋电子学奠定基础。
2023-09-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Chirality-Induced Magnet-Free Spin Generation in a Semiconductor
该研究在n掺杂GaAs中通过金电极和手性分子单层注入电流，利用手性诱导自旋选择性实现无磁自旋积累，并以汉勒效应验证，为无磁半导体自旋电子学提供了新方案。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Current-induced skyrmion motion on magnetic nanotubes
磁性Skyrmions被认为是自旋电子学中最有希望的信息载体。然而，由于Skyrmion的非平凡拓扑结构所引起的Skyrmion霍尔效应会导致Skyrmion在器件边缘的积累甚至湮灭，这阻碍了Skyrmion的实际应用。在这项工作中，我们从理论上研究了电流驱动的磁纳米管，可以被视为“无边”的切向运动的skyrmion。通过微磁学模拟，我们发现skyrmion运动在纳米管上呈现螺旋轨迹，其轴向传播速度与电流密度成正比。有趣的是，skyrmion的环速度随着纳米管厚度的增加而增加。一个简单的解释。由于管是切向Skyrmion运动的无棱边，稳定的Skyrmion传播可以在非常大的电流密度存在下生存，而不会有任何湮灭或积累。我们的结果为克服平面几何中的边缘效应提供了一条新的途径。
2018-12-31 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling and spin transport
讨论了半导体自旋电子学的最新成就。特别关注自旋轨道相互作用，电子自旋与外部电场的耦合，以及自旋轨道耦合介质中的自旋输运，包括自旋霍尔效应的机制。强调了自旋-进动波矢$k_{\rm so}$上自旋输运参数的重要性，并证明了在$\ell_{\rm so}\approx k_{\rm so}^{-1}$空间尺度上自旋流与自旋积累之间存在普遍的联系.
2005-09-27 cond-mat.mes-hall
Optimized Spintronic Terahertz Emitters Based on Epitaxial Grown Fe/Pt Layer Structures
本文报道了利用MgO和蓝宝石衬底上的Fe/Pt双层膜的逆自旋霍尔效应产生脉冲宽带太赫兹辐射。发射极相对于层厚度，生长参数，衬底和几何排列进行了优化。实验确定的最佳层的厚度与模拟的自旋电流在铁磁层中诱导的定性协议。我们的模型考虑了Fe和Pt中自旋极化的产生、自旋扩散和积累以及双层样品的电学和光学性质。在违反直觉的方向上使用该装置，附接Si透镜以增加发射器的收集效率。优化的发射器提供了高达8 THz的带宽，这主要是由低温生长的GaAs（LT-GaAs）光电导天线用作检测器和泵浦激光的脉冲长度的限制。对于800 nm泵浦激光的亚100 fs脉冲长度，THz脉冲长度短至220 fs。平均泵浦功率低至25 mW（在75 MHz的重复率）已被用于太赫兹产生。这和一般性能使得自旋电子太赫兹发射器与基于非线性生成方法的已建立的发射器兼容。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin Accumulation and Longitudinal Spin Diffusion of Magnets
我们扩展到纵向分量的磁化自旋电子学的想法，一个磁铁接近平衡，可以描述两个磁变量。一种是通常的磁化$\vec{M}$。另一个是非平衡量$\vec{m}$，称为自旋积累，通过它可以传输非平衡自旋电流。$\vec{M}$代表了一个非常大的自由度的相关分布，正如在激发的某个平衡分布函数中所表达的那样;因此，我们禁止$\vec{M}$扩散，但我们允许$\vec{M}$衰减。另一方面，我们允许$\vec{m}$，由于自旋激发，扩散和衰减。对于该物理图像，从给定区域的扩散通过以下方式发生：在另一区域中，$\vec{M}$衰变为$\vec{m}$，然后通过$\vec{m}$的扩散，最后通过$\vec{m}$衰变为$\vec{M}$。这在一定程度上减缓了扩散过程。限制我们自己的纵向变量$M$和$m$与平衡性质$M_{eq}=M_{0}+χ_{M\parallel}H$和$m_{eq}=0$，我们认为，有效的能量密度必须包括一个新的，化学要求的交换常数$λ_{M}=-1/χ_{M\parallel}$。然后，我们开发的宏观方程应用Onsager的不可逆热力学，并使用由此产生的方程来研究的空间和时间响应。在固定的实频率$ω$上，通常有一对复波矢量$\pm k$，但对$ω$有不寻常的依赖性。在固定的实际波矢，有两个衰减常数，而不是在通常情况下的一个。扩展的想法，在其他有序系统的非平衡扩散涉及一个非平衡量，…
2022-06-03 cond-mat.mes-hall
Visualization of spin-splitter effect in altermagnets via non-equilibrium Green functions on a lattice
本文利用非平衡Keldysh格林函数在二维正方晶格上研究交变磁体中自旋劈裂效应的实空间自旋流与自旋积累，揭示了边缘振荡、半填充反常消失、Rashba自旋轨道耦合的非线性叠加及对中等杂质散射的鲁棒性。
2025-05-26 cond-mat.mes-hall
Time-resolved Dynamics of the Spin Hall Effect
半导体中载流子自旋极化的产生和操纵仅仅通过电场已经获得了显著的关注，这既是自旋轨道物理的有趣表现，也是潜在的自旋电子学器件的有价值的能力。自旋霍尔效应（SHE）是这些自旋-轨道现象的一种实现方式，已经被研究作为半导体和金属系统中全电自旋电流产生和自旋分离的手段。以前的测量自旋霍尔效应集中在稳态产生和时间平均检测，没有直接解决的自旋相干时间的时间尺度上的积累动态。在这里，我们展示了时间分辨测量的动态自旋积累所产生的非本征自旋霍尔效应在掺杂GaAs半导体沟道。使用电泵浦的时间分辨克尔旋转，我们的图像的积累，进动和衰减动力学通道边界附近的空间和时间分辨率，并确定多个演化时间常数。我们利用精确和数值解技术，使用时间相关的扩散分析模型，这些过程中发现，底层的物理自旋相干时间不同的自旋积累和衰减的样品边缘附近观察到的动力学速率。
2008-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Theory of Anisotropic Magnetoresistance in Altermagnets and Its Applications
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Lanzhou University（兰州大学）
本文提出了一种交替磁体中磁电阻效应的微观理论，通过Neel向量切换实现电读取，为自旋电子学器件设计提供新思路。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled Spin Extraction from Topological Insulator Surfaces
自旋-动量锁定是三维拓扑绝缘体（3DTI）表面态的一个重要性质，为自旋电子学的应用提供了新的途径。自旋-动量锁定的一个结果是由于施加的电场引起的表面自旋累积的诱导。在这项工作中，我们研究了这种电诱导自旋从其主机TI材料到相邻的常规，因此拓扑平凡，通常用于电子设备中的材料的提取。我们专注于有效的哈密顿量的铋基3DTI材料的${\rm Bi}_2{\rm Se}_3$家庭，和数值探索的几何形状提取电流诱导的自旋从TI表面。特别是，我们考虑一个设备的几何形状，其中侧袋连接到3DTI量子线的各个面，并表明它是可能的，以创建电流诱导的自旋积累在这些拓扑平凡的侧袋。我们进一步研究了这种自旋提取如何依赖于几何形状和材料参数，并发现电子空穴自由度可以用来控制所提取的自旋的极化由施加的栅极电压。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall
Proposal for a Topological Plasmon Spin Rectifier
我们提出了一个器件，其中自旋极化AC等离子体模式在表面状态的拓扑绝缘体纳米结构诱导一个静态的自旋积累在共振，正常的金属结构耦合到它。使用有限差分时域模型，我们模拟这种自旋泵机制的漂移，扩散，弛豫，和旋进在磁场。这种光学驱动系统可以作为自旋电子器件的直流“自旋电池”。
2010-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Theory of Spin-Transfer and Spin-Pumping in Collinear Antiferromagnets and Ferrimagnets
本文发展了与正常金属耦合的共线磁体的非平衡量子理论，研究了自旋泵浦增强耗散、自旋转移力矩及随机涨落力矩，并推导了高温涨落-耗散定理与低温散粒噪声贡献。
2024-04-11 cond-mat.mes-hall
Direct observation of distinct bulk and edge nonequilibrium spin accumulation in ultrathin MoTe$_2$
本文通过局域自旋敏感电化学势测量直接观测了超薄 MoTe$_2$ 中体态与边缘的非平衡自旋积累，区分了自旋霍尔效应与 Rashba-Edelstein 效应的贡献，并结合从头计算揭示了 CSC 机制与材料维度及堆叠方式的关系。
2025-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced laser-induced single-cycle terahertz generation in a spintronic emitter with a gradient interface
本文研究Pt/Co自旋电子THz发射器，提出在Pt与Co间引入成分梯度界面，实验证明其可在宽光通量范围内将光-THz转换效率提升两倍。
2024-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Observation of second-harmonic generation induced by pure spin currents
目前，人们正致力于开发一种新的电子技术，称为自旋电子学，其中探索电子的自旋来携带信息。[1，2]已经开发了几种技术来在许多材料和结构中产生纯自旋电流。[3-10]然而，仍然没有可用的方法可以用于直接检测纯自旋电流，其不携带净电荷电流和净磁化。目前，纯自旋电流的研究依赖于测量诱导自旋积累与光学技术[5，11-13]或自旋阀配置。[14-17]然而，自旋累积并不直接反映纯自旋流的空间分布或时间动态，因此不能以实时和实空间的方式监测纯自旋流。这严重限制了这一领域的研究。在这里，我们证明了纯自旋电流的二阶非线性光学效应。我们表明，这种非线性光学效应，这是从来没有探索过，可以用于非侵入性，非破坏性的，和实时成像的纯自旋电流。由于这种检测方案不依赖于光学共振，因此它通常可以应用于具有不同电子能带结构的各种材料。此外，利用纯自旋电流控制材料的非线性光学性质在光子学与自旋电子学的结合中可能具有潜在的应用。
2011-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
