Intrinsic Spin and Orbital-Angular-Momentum Hall Effect
引入了内、外输运系数的广义定义。我们发现，输运系数从内禀起源完全由本地电子结构，因此，内禀自旋霍尔效应是不是一个传输现象。内禀自旋霍尔电流总是伴随着一个大小相等但方向相反的内禀轨道角动量霍尔电流。我们证明了内禀自旋霍尔效应不会在样品边缘或界面附近引起自旋积累。
2005-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Large Spin Hall Effect in an Amorphous Binary Alloy
我们研究了W-Hf薄膜的自旋霍尔效应，在低于70% W时，W-Hf薄膜表现出从偏聚相混合物到金属玻璃的相变。自旋霍尔角的测定与平面谐波霍尔电压技术。由于伴随的电阻率跳变，自旋霍尔角在相变的成分处显示出明显的最大值。然而，自旋霍尔电导率从W降低到Hf，在相变中具有弱的不连续性。非晶W $_{0.3}$ $_{0.7}$ Hf的最大自旋霍尔角为$θ_\mathrm{SH} = -0.25$。自旋霍尔电导率从第一原理计算的HCP，面心立方和体心立方固溶体的详细比较提供了有价值的洞察这个二元系统的合金化物理。
2018-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Reversible Spin Hall Effect
在室温下成功地探测到了可逆自旋霍尔效应，包括“正”和“逆”自旋霍尔效应。这个实验证明了自旋和电荷流之间的基本关系，称为昂萨格互易关系。具有强自旋-轨道相互作用的铂丝不仅用作自旋电流吸收体，而且在本横向结构中用作自旋电源，该横向结构专门设计用于通过自旋-轨道相互作用清楚地检测电荷和自旋累积。由于自旋轨道相互作用较大，所得自旋霍尔电导率远大于铝丝的报道值。
2006-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the molecular structure to optimize the spin Hall signal in organics
在这项研究中，通过工程的分子结构，我们优化的自旋霍尔电导率和自旋霍尔角在有机物中超过五个和三个数量级，分别。我们确定了有机分子的两个重要特征，即重元素的取代和聚合物的组成单元之间的扭转角，这对自旋霍尔信号有显着的影响。这些特性与自旋轨道耦合和能量无序直接相关，这两者在高迁移率聚合物中提供了广泛的化学可调谐性。我们计算的自旋霍尔特性容易合成的分子，并确定候选人表现出最大的自旋霍尔信号在有机系统中，几个数量级大于以前观察到的。本研究通过引入具有更强自旋霍尔信号的聚合物，使有机自旋电子学更接近无机对应物。
2020-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Spin pumping and inverse spin Hall effect in iridium oxide
大的电荷-自旋转换（自旋霍尔角）和自旋霍尔电导率是开发下一代功率高效自旋电子器件的先决条件。在这种情况下，重金属（如Pt、W等），拓扑绝缘体、反铁磁体通常被考虑，因为它们表现出高自旋轨道耦合（SOC）。除了上述材料之外，5d过渡金属氧化物例如氧化铱（IrO 2）是表现出高SOC强度的潜在候选物。本文报道了利用铁磁共振（FMR）研究IrO 2 /CoFeB系统的自旋抽运和逆自旋霍尔效应（ISHE）.通过研究ISHE信号的面内角度依赖性，我们确定了磁性层中自旋泵浦和其他自旋整流效应的单独贡献。我们的分析表明，自旋泵效应的ISHE信号的显着贡献。结果表明，多晶IrO 2薄膜具有与Pt相当的高自旋霍尔电导率和自旋霍尔角。
2020-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Large spin Hall angle and spin mixing conductance in highly resistive antiferromagnetic Mn2Au
反铁磁（AFM）材料由于具有零杂散磁场、高各向异性和自旋轨道耦合等优点，近年来在自旋电子学领域引起了广泛的研究兴趣。在这种背景下，双金属AFM Mn2Au引起了人们的关注，因为它具有独特的性能，并且其Neel温度非常高。在这里，我们报告自旋泵浦和反自旋霍尔效应的Mn2Au和CoFeB双层系统的铁磁共振研究。我们发现大自旋霍尔角θ_SH = 0.22
2020-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Inverse Spin Hall Effect by Spin Injection
受最近的实验[Nature { \bf 442}，176（2006）]的启发，我们提出了一种定量的微观理论来研究自旋注入到铝中的逆自旋-霍尔效应，同时考虑使用正交化平面波方法的内在和外在自旋-轨道耦合。我们的理论结果与实验数据符合得很好。很明显，霍尔电阻率的大小主要是由于非本征斜散射的贡献，而其空间变化是由内在的自旋轨道耦合。
2007-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect emerging from a chiral magnetic lattice without spin-orbit coupling
自旋霍尔效应（SHE）是将电荷流转变为横向自旋流的一种效应，它被认为是由自旋-轨道耦合引起的。在这里，我们提出了一种替代机制，通过打破自旋旋转对称性的手性磁结构来实现内在的SHE。与拓扑霍尔效应的情况不同，即使标量自旋手征消失，也不需要自旋-轨道耦合。例如，在已知的手性反铁磁化合物Mn $_3X$（$X=$ Ga、Ge和Sn）中，我们确实基于\textit{ab initio}计算获得了大的自旋霍尔电导率。除了进一步发展SHE的概念理解之外，我们的工作提出了一种替代策略来设计自旋霍尔材料而不涉及重元素，这可能有利于技术应用。
2021-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Spin wave amplification using the spin Hall effect in permalloy/platinum bilayers
我们研究了电流对坡莫合金/Pt双层膜中900 nm波长自旋波衰减长度的影响。自旋波弛豫速率的改变在电流密度中是线性的，对于Pt中的2.3 $\times10^{11} $ A/m $^2$的电流密度，达到高达14%。这种变化归因于自旋霍尔效应引起的自旋转移力矩，并且对应于0.13的有效自旋霍尔角，这是迄今为止报道的最高值。因此，自旋霍尔效应表现为放大/衰减传播自旋波的有效方式。
2016-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Optimizing the spin-pumping induced inverse spin Hall voltage by crystal growth in Fe/Pt bilayers
研究了晶体生长对Fe/Pt双层膜中自旋抽运诱导的逆自旋霍尔效应的影响。Fe/Pt界面的形貌影响有效自旋混合电导。生长温度的升高导致界面处晶粒更光滑、更大，从而增强了有效自旋混合电导。通过优化Pt在Fe上的外延，使通过逆自旋霍尔效应测量的到Pt中的自旋电流注入效率最大化。在依赖于磁场的测量中，强磁各向异性的存在引起两个不同的反自旋霍尔效应电压峰。
2013-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall nano-oscillator with oblique magnetization and Dzyaloshinskii-Moriya interaction as generator of skyrmions and nonreciprocal spin-waves
自旋霍尔振荡器是用于磁振子应用的有希望的自旋波信号源，并且可以用作超低功耗计算设备中的磁振子逻辑的构建块。在这里，我们分析和微磁学研究磁化动力学的自旋霍尔振荡器与倾斜磁化时，自旋霍尔效应和界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用同时作用。我们的主要结果是：（一）激发的非互易自旋波传播垂直于平面内的静态磁化投影，（二）Skyrmion产生纯自旋电流，（三）激发一个新的自旋波模式与螺旋空间轮廓起源于一个动态Skyrmion的gyrotropic旋转。这些结果表明，自旋霍尔振荡器可用作磁数据存储和信号处理应用中磁skyrmions和不同类型传播自旋波的发生器。
2016-06-23 cond-mat.mtrl-sci
All electrical manipulation of magnetization dynamics in a ferromagnet by antiferromagnets with anisotropic spin Hall effects
利用直流偏置电流调谐的自旋矩铁磁共振研究了金属CuAu-I型反铁磁体的自旋轨道矩。所观察到的自旋力矩主要来自自旋霍尔效应产生的自旋电流的扩散输运。通过研究外延样品，我们发现了自旋力矩的生长取向依赖性，这可能与自旋霍尔效应的各向异性有关。观察到的各向异性是一致的第一性原理计算的内在自旋霍尔效应。我们的工作证明了磁有序材料中的大的可调自旋轨道效应。
2015-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Charge-Hall effect driven by spin force: reciprocal of the spin-Hall effect
提出了一种新的电荷--霍尔效应。与通常的霍尔效应不同，在纵向方向上的驱动力是自旋力，其可以源自塞曼场的梯度或自旋相关的化学势。横向力由混合位置-动量空间中的Berry曲率提供。我们可以在这种效应和自旋-霍尔效应之间建立昂萨格关系，前提是后者中的自旋电流被扭矩偶极贡献修改。这一显著关系为自旋霍尔效应预测的自旋积累的实验检测提供了新的途径。
2004-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hall Voltage with the Spin Hall Effect
自旋霍尔效应通常不导致充电霍尔电压。我们预测，在系统中的不均匀的电子密度在垂直于主电流流动的方向，自旋霍尔效应，而不是伴随着霍尔电压。与普通的霍尔效应，我们发现，这种霍尔电压是二次的纵向电场的参数范围很广的实验。我们还预测了自旋积累在散装和尖锐的峰值附近的边缘自旋霍尔诱导电荷积累。我们的结果可以很容易地进行实验测试，并允许在非磁性系统中的自旋霍尔效应的电测量，而无需注入自旋极化电子。
2007-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of the Hall-bar geometry on harmonic Hall voltage measurements of spin-orbit torques
谐波霍尔电压测量是一种广泛应用于测量重金属/铁磁体异质结构中自旋轨道感应有效场的定量技术。在霍尔条中的电压拾取线附近，电流是不均匀的，这导致有效场和导出量（例如自旋霍尔角或自旋霍尔电导率）的迄今未量化的减小。在这里，我们提出了一个彻底的分析的影响的电压拾取线的纵横比上的表观自旋霍尔角电流沟道宽度。实验进行了霍尔酒吧与宽范围的纵横比和一个显着减少的自旋霍尔角已经看到在霍尔十字与纵横比为1：1。我们的实验结果证实了有限元模拟的电流。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal spin Hall effect and spin-orbit interaction in nonmagnetic metals
对非局域自旋注入器件中的自旋霍尔效应进行了理论研究。利用非定域自旋注入技术，在非定域金属（N）中产生纯自旋电流。在N中流动的自旋电流通过自旋轨道散射而偏转，以在横向方向上感应霍尔电流并在N的边缘处积累电荷，从而产生自旋电流感应的霍尔效应。本文提出了一种提取金属自旋轨道散射信息的方法。
2006-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Topological Spin Hall Effect due to Magnetic Skyrmions
内禀自旋霍尔效应（SHE）起源于动量空间中布洛赫带的拓扑结构。实空间和动量空间之间的对偶性要求从实空间拓扑诱导自旋霍尔效应，类似于Skyrmions的拓扑霍尔效应（THE）。我们从理论上证明了拓扑自旋霍尔效应（TSHE），其中一个纯粹的横向自旋流是由Skyrmion自旋织构产生的。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant room temperature interface spin Hall and inverse spin Hall effects
自旋霍尔角（SHA）是通过自旋-轨道耦合和自旋霍尔效应（SHE）中的无序从电荷电流产生横向自旋电流的效率的量度。在使用第一原理散射方法研究Pt $|$ Py（Py=Ni $_{80}$ Fe $_{20}$）双层的SHE中，我们发现SHA随温度单调增加并且与体Pt的电阻率成比例。通过将室温SHE和逆SHE电流分解为体和界面项，我们发现了一个巨大的界面SHA，它主导着总的逆SHE电流，对应用程序具有潜在的重大影响。
2016-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital angular momentum driven intrinsic spin Hall effect
提出了一种内禀自旋霍尔效应（SHE）机制。在这种机制中，局域轨道角动量（OAM）引起电子位置移动，并与偏置电场耦合产生轨道霍尔效应（OHE）。SHE则通过原子自旋轨道耦合作为OHE的伴随效应出现。由于这种机制的自旋霍尔电导率估计是可比的重金属的实验值。该机制预测了自旋霍尔电导率的符号变化的自旋轨道极化改变其符号，以及自旋霍尔电导率和分裂的Rashba型自旋分裂在表面之间的相关性。
2014-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of Spin Hall Effect (Reply to Comment)
讨论了三维导体中内禀自旋霍尔效应的概念框架。理论表明自旋霍尔电流应该如何依赖于晶体的对称性和取向。
2008-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculation of intrinsic spin Hall effect in semiconductors
相对论能带理论计算结果表明，典型半导体Ge、GaAs和AlAs的本征自旋霍尔电导率都是大的$[\sim 100 (\hbar/e)(Ωcm)^{-1}]$，表明自旋霍尔效应可能存在于四带Luttinger哈密顿量之外.计算的轨道角动量（轨道）霍尔电导率是一个数量级较小，表明没有取消之间的自旋和轨道霍尔效应在体半导体。此外，还发现自旋霍尔效应可以被应变强烈地操纵，并且半导体中的$ac$自旋霍尔电导率在纯半导体和杂质半导体中都很大。
2005-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inverse Spin Hall Effect in NiFe / Normal Metal Bilayers
铁磁体中的自旋抽运提供了纯自旋流的来源。通过逆自旋霍尔效应，自旋电流被转换成充电电流和相应的可检测的DC电压。注入的自旋电流与产生的电荷电流的比率由自旋霍尔角给出。然而，实验的数量或多或少等于自旋霍尔角不同值的数量，即使对于研究最多的正常金属铂也是如此。该出版物提供了一个完整的研究反自旋霍尔效应和各向异性磁阻不同的NiFe（Py）/正常金属双层使用共面波导结构。角度和频率相关的测量强烈地表明，自旋泵浦和逆自旋霍尔效应可以用来量化自旋霍尔角，只有当某些条件得到满足。排除作为寄生电压产生效应的各向异性磁阻，Py/Pt和Py/Au中的反自旋霍尔效应的测量分别产生0.09和0.008的自旋霍尔角。此外，在铁磁共振Py/Pt的直流电压作为温度的函数进行了研究，并将结果与理论模型进行了比较。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Hall effect and spin-Coulomb drag in doped semiconductors
在这篇综述中，我们详细描述了两个重要的自旋输运现象：非本征自旋霍尔效应（来自电子和杂质之间的自旋轨道相互作用）和自旋库仑阻力。这两种现象的相互作用进行了分析。特别地，我们讨论了自旋相反的电子之间的散射对自旋流的影响和自旋霍尔效应产生的自旋积累。未来的挑战和开放的问题进行了简要讨论。
2009-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall Effect and Enhanced Magnetic Response by Spin-Orbit Coupling
我们表明，自旋霍尔电导率在绝缘体中的磁化率代表的自旋轨道耦合的强度。我们利用这个关系作为指导原则来寻找具有量子自旋霍尔效应的真实材料。因此，我们从理论上预测了铋将表现出量子自旋霍尔效应，通过计算螺旋边缘态，并通过显示Z_2拓扑数的非平凡性，提出了可能的实验。
2006-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Quantum Hall Effect and Tunable Spin Hall Effect in MoS2 Trilayers
分析了三层MoS 2薄膜的朗道能级结构和自旋霍尔效应。由于轨道的不对称性，低能狄拉克费米子的质量变得很大，LL的能量与$B$成线性增长，而不是与$\sqrt{B}$成线性增长。自旋轨道耦合打破自旋和谷简并LL的两个时间反演不变的群体，与LL交叉效应存在于价带。我们发现了一个依赖于场的非常规霍尔平台序列$ν=...$ $-2M-6$，$-2M-4$，$-2M-2$，$-2M-1$，.，-5，-3，-1，0，2，4 ...在p-n结中，自旋分辨分数量子化电导出现在两端测量中，具有可在界面处探测的可控自旋极化电流。我们还展示了零场自旋霍尔电导率的可调谐性。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect in a system of Dirac fermions in the honeycomb lattice with intrinsic and Rashba spin-orbit interaction
我们考虑了石墨烯晶格中无质量狄拉克费米子系统的自旋霍尔效应。两种类型的自旋-轨道相互作用，有关的石墨烯晶格，被考虑在内-的内在和Rashba条款。在理想晶格的假设下，计算了自旋霍尔电导率的拓扑贡献。当这两种相互作用存在时，它们的相互作用被证明会导致自旋霍尔电导率对费米能级的依赖性的一些特殊性。
2009-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin polarization of the quantum spin Hall edge states
虽然负责在量子自旋霍尔制度的二维拓扑绝缘体的电荷传输的边缘通道的螺旋字符是现在已经很好地建立，在边缘通道的传输是自旋极化的实验确认仍然是突出的。我们报告的实验从碲化汞量子阱与倒置的能带结构，其中分裂门技术，使我们能够结合量子自旋霍尔和金属自旋霍尔运输在一个单一的设备上的纳米结构。在这些器件中，量子自旋霍尔效应可以用作金属自旋霍尔效应的自旋电流注入器和检测器，反之亦然，允许自旋极化的全电检测。
2011-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantifying spin Hall angles from spin pumping: Experiments and Theory
自旋霍尔效应甚至在磁性材料中混合自旋和电荷电流，因此最终可以允许使用自旋输运而不需要铁磁体。我们展示了如何自旋霍尔效应可以量化集成坡莫合金/正常金属（N）双层共面波导。通过自旋泵浦，可以利用铁磁共振以可控的方式产生N中的直流自旋电流。沿坡莫合金/N检测到的横向直流电压具有来自各向异性磁阻（AMR）和自旋霍尔效应的贡献，这可以通过它们的对称性来区分。我们提出了一个理论，可以解释这两种情况。用这种方法，我们定量地确定了Pt，Au和Mo的自旋霍尔角。这种方法可以很容易地适用于任何导电材料，甚至非常小的自旋霍尔角。
2010-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The spin Hall effect as a probe of nonlinear spin fluctuations
自旋霍尔效应及其逆效应在自旋电子器件中起着关键作用，因为它们允许电荷电流与自旋电流的转换。转换效率很大程度上取决于材料的细节，例如电子能带结构和杂质的性质。在这里，我们显示了一个异常的反自旋霍尔效应在弱铁磁NiPd合金的居里温度附近的形状独立的材料的细节，如Ni浓度。通过扩展近藤的反常霍尔效应模型，我们解释了所观察到的反常起源于Ni矩的二阶非线性自旋涨落。这揭示了自旋霍尔效应和反常霍尔效应之间的一个本质的对称性差异，反常霍尔效应反映了局域矩的一阶非线性涨落。我们的发现为自旋霍尔效应开辟了一个新的应用领域，通过这种效应可以检测到微小的磁矩。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Colossal Spin Hall Effect in Ultrathin Metallic Films
我们预测自旋霍尔角高达80%的替代铋杂质的贵金属薄膜。巨大的自旋霍尔效应是由自旋霍尔电导率在减少样品尺寸的增强和共振杂质散射的电荷电导率的强烈降低引起的。这些发现可以被利用来通过应变工程来创建具有高效率的电荷到自旋电流转换的材料。
2013-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative nonlocal resistance in mesoscopic gold Hall bars: Absence of giant spin Hall effect
本文报道了在特征尺寸大于电子平均自由程的多终端介观金霍尔棒结构中观察到的负非局域电阻，我们的结果只能部分地用经典的非局域输运扩散模型来解释，与最近提出的基于自旋霍尔效应的模型不一致.相反，我们的分析表明，一个准弹道传输机制是负责所观察到的负非局部电阻。基于我们测量的灵敏度和自旋霍尔效应模型，我们发现在4.5 K时金的自旋霍尔角的上限为0.022。
2009-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Intrinsic Spin-Hall Effect in n-Doped Bulk GaAs
我们发现，体Dresselhauss（$k^3$）的自旋轨道耦合项导致一个内在的自旋霍尔效应在n掺杂体GaAs，但没有出现均匀的磁化。Kato { \emph{et. al.} } \cite{kato2004A}最近在实验上观察到了应变和非应变GaAs体材料中的自旋霍尔效应。当考虑寿命展宽时，我们发现由于Dresselhauss项的存在，实验结果与本征自旋霍尔效应定量一致。另一方面，非本征贡献的自旋霍尔效应是几个数量级小于所观察到的效果。
2004-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin Pumping and Inverse Spin Hall Effect in Platinum: The Essential Role of Spin-Memory Loss at Metallic Interfaces
通过Co中的铁磁共振、自旋抽运和逆自旋霍尔效应的组合实验，|Pt双层和Co |Cu| Pt三层，我们证明了一致的值的自旋扩散长度$\ell_{\rm sf}^{\rm Pt}=3.4\pm0.4$ nm和自旋霍尔角$θ_{\rm SHE}^{\rm Pt}=0.051\pm0.004$的Pt。我们的数据和模型强调的部分退极化的自旋电流在每个接口由于自旋记忆损失。我们的模型调和先前公布的自旋霍尔角值，并解释了不同的标度长度的铁磁阻尼和自旋霍尔效应感应电压。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the Inverse Spin Hall Effect in Sr(Nb$_x$Ti$_{1-x}$)O$_3$ on the Nb concentration
利用自旋泵浦的方法将铁磁薄膜中的自旋注入到SrTiO $_3$中，测量了Nb掺杂的SrTiO $_3$的自旋整流效应和逆自旋霍尔效应。结果表明，自旋注入增加时，掺杂水平的增加。当Nb占据Ti位的$\sim$ 2%以上时，自旋霍尔角减小，这是由于超过此浓度，贡献自旋霍尔效应的电子来自Nb的$d-$轨道，而不是Ti的轨道.我们的工作指出了轨道占据在（逆）自旋霍尔效应中的重要性。我们可以在氧化物自旋电子学中探索可控的自旋和电荷相互转换。
2020-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Perpendicularly Polarized Spin Hall Effects Induced by Spin-Dependent Scattering in Ferromagnetic Metals
铁磁体中的自旋电流提供了不同的功能。我们研究了铁磁金属中磁性杂质散射的非本征自旋霍尔效应。我们表明，自旋相关的散射可以提供一个高的自旋电流极化垂直于磁化方向，是一个主导的机制，在中等电导率制度。我们发现自旋守恒通道和自旋翻转通道的叠加导致了自旋流的产生。这些发现表明，优化合金成分是控制自旋霍尔效应的有效策略。
2022-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge and spin Hall effect in graphene with magnetic impurities
我们指出，存在的自旋轨道相互作用（SOI）和本地化的磁性杂质的石墨烯的有限的电荷和自旋霍尔电导率。石墨烯中的SOI在两个自旋通道上产生不同的横向力，从而产生自旋霍尔电流。磁散射体作为自旋相关的势垒，并与SOI效应相结合，导致边界处的电荷不平衡。如这里所指出的，通过改变靠近带隙的化学势，在石墨烯中应该可以观察到电荷和自旋霍尔效应。
2009-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zero-field spin-orbit-torque switching driven by magnetic spin Hall effect
自旋霍尔效应在从注入的电荷电流产生自旋电流中起重要作用，遵循Dyakonov-Perel规则，即电荷流、自旋流和自旋极化的方向相互垂直。最近，它的推广从反铁磁体，所谓的磁自旋霍尔效应，已被研究和验证，通过测量异常自旋积累。在这里，我们研究了由重金属和反铁磁体组成的双层材料中的磁自旋霍尔效应。磁自旋霍尔效应产生的自旋电流在没有任何外部磁场的情况下同时实现铁磁磁化和交换偏置的自旋-轨道-力矩开关。开关机制关键依赖于反铁磁体中的非共线自旋织构，能够在自旋电流张量中产生破磁分量，使得不再需要外部磁场。磁化和交换偏置的零场同时开关是一项重大的技术突破。此外，我们的研究结果铺平了道路，探索磁自旋霍尔效应在各种自旋织构通过自旋轨道转矩切换。
2019-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dependence of spin pumping spin Hall effect measurements on layer thicknesses and stacking order
利用宽带铁磁共振方法研究了铁磁（F）/非磁（N）双层膜中自旋泵反自旋霍尔效应和各向异性磁阻效应产生的电压.改变非磁性层厚度使得能够确定Pd中的自旋扩散长度为5.5 +/-0.5nm。我们还观察到一个系统的变化时，颠倒的F/N双层，这是定性与自旋霍尔效应的预期一致的堆叠顺序的电压线型。然而，即使在独立校准旋进角之后，在分析具有自旋霍尔效应的数据时仍然存在系统的定量差异。
2013-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect driven by the spin magnetic moment current in Dirac materials
利用半经典分析和久保公式研究了Dirac哈密顿系统的自旋霍尔效应。在这个系统中，自旋霍尔电导率取决于自旋电流的定义。当自旋电流被定义为自旋角动量流时，自旋霍尔电导率的所有分量都消失了。相反，当自旋电流由自旋磁矩流组成时，自旋霍尔电导率的非对角分量是非零的，并且与载流子速度（和有效$g$因子）成比例。推导了电导率、载流子迁移率和自旋霍尔电导率的解析公式，并与实验进行了比较。在实验中，我们使用Bi作为模型系统，其特征在于狄拉克哈密顿量。Te和Sn被掺杂到Bi中以分别改变电子和空穴浓度。我们发现自旋霍尔电导率（$σ_\mathrm{SH}$）在狄拉克点附近有一个最大值，并随着载流子密度（$n$）的增加而减小. $σ_\mathrm{SH}$的符号是相同的，与大多数载体类型无关。自旋霍尔迁移率与$σ_\mathrm{SH}/n$成比例，随着载流子迁移率的增加而增加，比例系数为$\sim$ 1.4。这些功能可以占定量使用导出的分析公式。结果表明，巨自旋磁矩，有效$g$ -因子接近100，负责自旋霍尔效应在Bi。
2022-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin Hall effect in noncubic crystals
我们研究了内禀自旋霍尔效应与晶体对称性和实验几何的关系。得到了自旋电流，并计算了电子自旋极化引起的霍尔电压。效应对晶体对称性的独特依赖性允许选择几何形状，其中自旋霍尔效应可以明确地与由于载流子的轨道运动和由于由传输电流产生的磁场的效应区分开。
2009-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of intrinsic spin Hall angle in Pt
在Pt/NiFe双层膜的自旋矩铁磁共振（ST-FMR）测量的自旋霍尔角在Pt中进行评估，并发现随着NiFe厚度的增加而增加。为了通过估计从Pt注入NiFe的总自旋电流来提取Pt中的本征自旋霍尔角，进行了NiFe厚度相关的测量，并考虑了NiFe层中的自旋扩散。室温下Pt的本征自旋霍尔角为0.068，在13 - 300 K温度范围内几乎保持常数。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-Induced Instability of a Perpendicular Ferromagnet in Spin Hall Geometry
我们发展了两个铁磁体存在时自旋霍尔力矩的理论公式。虽然传统的自旋霍尔转矩的方向总是指向面内方向，但是本系统能够通过改变另一磁化的方向来操纵作用于一个磁化的转矩方向。基于自旋积累的扩散方程和朗道公式，导出了自旋霍尔力矩的解析表达式。本模型提供了一种利用自旋霍尔效应在零场确定性地切换垂直铁磁体的解决方案。
2016-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Effect in a Diffusive Rashba Two-dimensional Electron Gas
本文用非平衡格林函数方法研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维扩散电子系统的自旋-霍尔效应。在长程杂质的存在下，耦合的量子动力学方程在自洽玻恩近似下解析求解。结果表明，内禀自旋霍尔效应源于直流场引起的态密度微扰。此外，还有一个额外的无序介导的过程，它涉及两个自旋轨道耦合带之间的非平衡电子的跃迁。它导致额外的碰撞无关的自旋霍尔电导率，并导致即使在非零温度下的总自旋霍尔电流的消失。
2005-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum spin Hall phases
本文综述了我们最近在量子自旋霍尔效应方面的理论工作。首先，我们比较各种2D系统的边缘状态，看看它们对扰动是鲁棒的还是脆弱的。通过比较，我们看到了2D量子自旋霍尔相位中边缘态的鲁棒性。通过研究量子自旋Hall相和绝缘体相之间的相变，我们看到了Z_2拓扑数是如何保护它的，并揭示了Z_2拓扑数的本质。我们还回顾了我们的理论建议的铋薄膜作为候选人的二维量子自旋霍尔系统。
2009-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reciprocal spin Hall effects in conductors with strong spin-orbit coupling: a review
自旋霍尔效应及其逆效应提供了将电荷转换为自旋电流的基本手段，反之亦然，这是自旋电子学现象如自旋扭矩铁磁共振和自旋塞贝克效应的主要功能。这些效应可以振荡磁化或检测化学势中热产生的自旋分裂。重要的是，这种转换过程通过自旋-轨道相互作用发生，并且既不需要磁性材料也不需要外部磁场。然而，自旋霍尔角，即，电荷和自旋电流之间的转换产率严重依赖于实验方法。在这里，我们讨论的自旋霍尔角和自旋扩散长度的各种材料，包括纯金属，如Pt和Ta，合金和氧化物的自旋吸收方法确定的横向自旋阀结构。
2015-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall Effect of Reentrant Spin Glass System Fe1-xAlx (x ~ 0.3)
通过测量磁化强度M和霍尔电阻率rH，研究了重入自旋玻璃Fe_（0.7）Al_（0.3）系统的反常霍尔系数Rs。我们发现在自旋玻璃转变温度T_G处，R_s表现出反常的温度依赖性，表明在自旋玻璃相开始时出现了一个附加项。最后结合最近提出的自旋玻璃相霍尔效应的手征性机制对结果进行了讨论。
2002-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Drift and Diffusion of Spins Generated by the Spin Hall Effect
利用克尔旋转显微镜对n-GaAs沟道中由于自旋霍尔效应而产生的电自旋积累进行了成像，重点研究了其在磁场中的空间分布和时间平均行为。空间分辨成像表明，由于样品边界处产生的自旋极化的纵向漂移，在横向臂中观察到的自旋累积会发展。一维和二维漂移扩散模型被用来解释这些功能，提供了一个更完整的理解自旋积累和自旋霍尔效应的意见。
2007-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vanishing of the Dissipationless Spin Hall Effect in a Diffusive Two-Dimensional Electron Gas with Spin-Orbit Coupling
本文提出了一种非平衡格林函数方法来研究具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的二维电子系统中的自旋霍尔效应。通过考虑电子与杂质的长程散射，对导出的动力学方程进行了数值求解。发现零温无耗散自旋霍尔效应的消失是由内禀过程和无序过程共同作用的结果。这一结果已在较宽的自旋轨道耦合常数和电子密度范围内得到验证。
2005-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of the spin Hall effect in Pt nanowires: Size and temperature effects
我们研究了自旋霍尔效应在自旋积累的材料尺寸小于或大于自旋扩散长度的情况下的演化。利用横向自旋阀结构测量了Pt的自旋吸收效率和自旋霍尔效应引起的Pt自旋积累。在恒定的外加电流下，结果表明随着Pt厚度超过自旋扩散长度，自旋累积信号的降低更加明显。这意味着自旋累积源于Pt线内部的体散射，并且自旋扩散长度限制了SHE。我们还分析了自旋霍尔电导率的温度变化，以确定占主导地位的散射机制。
2007-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Canted Spin Texture and Quantum Spin Hall Effect in WTe2
我们报道了单层T $_\text{d}$ -WTe $_2$中的非常规量子自旋霍尔相，它在其他拓扑材料中表现出迄今未知的特征。结构的低对称性在$yz$平面上诱导了倾斜的自旋织构，这决定了拓扑保护边界态的自旋极化。此外，自旋霍尔电导率被量子化（$2e^2/h$），其中自旋量子化轴平行于倾斜方向。这些研究结果是基于大规模的自旋霍尔电导率张量和非局部电阻的多探针几何形状，使用一个现实的紧束缚模型，从第一性原理方法阐述的量子模拟。这种倾斜的量子自旋霍尔效应的观察，与非平凡的自旋极化的拓扑边缘状态的形成有关，需要特定的实验设计，并提出了有趣的替代方案来操纵拓扑材料中的自旋信息。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Effect of Excitons
从理论上研究了碱金属卤化物和Cu_2O中激子的自旋霍尔效应。在这两个系统中，自旋霍尔效应的结果从贝里曲率在k空间中，它成为非零，由于提升的简并激子状态的交换耦合。激子的轨迹可以直接看作是从激子发射的圆偏振光的空间依赖性。它使我们能够在实空时间内直接观察自旋霍尔效应。
2008-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synchronization of spin torque oscillators through spin Hall magnetoresistance
自旋力矩振荡器放置在一个重金属上，由于自旋霍尔磁阻效应的耦合，显示出同步的自振荡。在这里，我们研究了一个系统有两个自旋力矩振荡器的自旋霍尔转矩的影响下，并表明，切换外部电流的方向，使我们能够控制相位差的同步同相和反相之间。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.AO
