Strain-induced programmable half-metal and spin-gapless semiconductor in an edge-doped boron nitride nanoribbon
半金属和无自旋带隙半导体材料的研究在自旋电子学材料设计中引起了广泛的关注。现有的进展，在这样的搜索往往需要特殊的原子晶格结构，也缺乏积极的控制所产生的电子性质。在这里，我们揭示了具有碳掺杂边缘的氮化硼纳米晶可以以可编程的方式制成半金属或无自旋隙半导体。机械应变充当半金属和无自旋带隙半导体功能发生的开/关开关。我们的发现揭示了边缘掺杂与应变工程相结合如何影响二维材料的电子性质
2016-03-01 cond-mat.mes-hall
Monolayer MXenes: promising half-metals and spin gapless semiconductors
半金属和自旋无隙半导体由于费米能级附近的电子完全（100%）自旋极化，是自旋电子学应用的有希望的候选者。基于石墨烯类单层过渡金属碳化物和氮化物的最新实验和理论发现，（也称为MXenes），我们从第一性原理计算证明单层Ti2C和Ti2N表现出几乎半金属的铁磁性，每个分子式单位的磁矩分别为1.91和1.00 UB，而单层V2C是具有不稳定反铁磁性的金属，单层V2N是一种非晶态金属。有趣的是，在双轴应变下，对于单层Ti 2 C，存在从接近半金属到真正半金属、自旋无隙半导体和金属的相变。在适当的双轴应变下，单层Ti_2N仍然是近半金属。单层V2C和V2N的双轴拉伸和压缩应变分别可以引起大的磁矩。我们还表明，这四个单层MXene的结构是稳定的，根据计算的形成能和声子谱。研究表明，与单层石墨烯不同，无空位、无掺杂、无外电场的单层MXenes Ti2 C和Ti2 N具有内禀磁性，特别是半金属铁磁性和自旋无隙磁性，这将为MXenes新型二维材料的自旋电子学应用提供新的研究方向.
2016-03-27 cond-mat.mes-hall
Spin Transition in the Half-Filled Landau Level
利用连续探测的核磁共振（RDNMR）研究了二维电子在最低朗道能级半填充时从部分自旋极化到完全自旋极化的转变。核自旋晶格弛豫时间被观察到是密度无关的部分极化阶段，但在过渡到全极化急剧增加。在低温下，RDNMR信号在临界密度附近表现出强的最大值。
2007-03-26 cond-mat.mes-hall
Organometallic Vanadium-Borazine Systems: Efficient One- Dimensional Half-Metallic Spin Filters
利用密度泛函理论，我们研究了有限尺寸和无限周期的有机金属钒-环硼氮烷体系的电子和磁性，以探讨其在自旋电子学器件中的可能应用。从我们的计算中，我们发现有限尺寸的钒环硼氮烷系统是结构上更稳定的相比，它们的等电子苯对应物。所有的有限尺寸的钒硼氮系统被发现是铁磁稳定的，与无限的一维线表现出强大的半金属行为。还发现有限尺寸的团簇在耦合到石墨烯电极时表现出有效的自旋过滤器特性。
2009-04-08 cond-mat.mes-hall
Spin-valley half-metal as a prospective material for spin-valley-tronics
半金属性（费米面的全自旋极化）通常出现在强关联电子系统中。我们证明，掺杂自旋密度波绝缘体在弱耦合制度也可以稳定半金属态。未掺杂的自旋密度波由四个嵌套带形成[即，每个带的特征在于电荷（电子/空穴）和自旋（上/下）标记]。在这四个带中，只有两个带积累掺杂载流子，形成半金属双谷费米表面。取决于参数，类电子谷和类空穴谷的自旋极化可以是（i）平行的或（ii）反平行的。（i）的费米面是完全自旋极化的（类似于通常的半金属）。情况（ii），称为“自旋谷半金属”，对应于完整的极化相对于自旋谷运营商。讨论了这些状态的性质。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Illustration of spin-half wave-functions, and other fractional-spin structures
我们提供了一个几何结构，表现出自旋半波函数的特性，即它的完整的旋转显示相位反转的说明。我们表明，一般的分数自旋几何结构是可能的，随着粗略的讨论有关群论和量子描述，以及提出一些疑问。合成的$(PF_3)_n$ -链聚合物的扭曲环的形式提出了一个quazi-spin-1/3结构的实现。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transmutation from Skyrmions to Half-Solitons Driven by the Nonlinear Optical Spin-Hall Effect
我们证明了线性光学自旋霍尔效应中激子-极化激元的自旋-轨道相互作用模拟产生的极化畴与Skyrmion晶格的形成有关。在非线性制度中，极化激元-极化激元相互作用的自旋各向异性导致自旋域的空间压缩和Skyrmions到半孤子的突然转变，与自旋电流的聚焦和强各向异性发射模式的出现相关。
2012-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Ideal spin-polarized Weyl-half-semimetal with a single pair of Weyl points in half-Heusler compounds XCrTe (X=K, Rb)
本文揭示了半-Heusler化合物XCrTe (X=K, Rb)具有单一Weyl点对的理想自旋极化Weyl半金属态，其Fermi面干净且可通过旋转磁化矢量灵活调节Weyl点位置，为探索磁性Weyl费米子及Weyl物理与自旋电子学的相互作用提供了理想平台。
2024-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Half-metallicity in Edge Fluorinated Armchair Boron Nitride Nanoribbons
我们预测扶手椅型氮化硼纳米带（ABNRs）通过边缘的半金属性。在局域自旋密度近似（LSDA）下，采用第一性原理计算，系统地研究了裸和边缘氟化ABNNRs的稳定性、电子和磁性.只有边缘B原子被F原子钝化的带（即，边缘-N原子未钝化），无论宽度如何，都被发现是半金属的，具有0.3eV的半金属间隙。由于自旋极化态比自旋非极化态稳定$\sim$ 0.4 eV，并且由于巨大的自旋分裂，在费米能级上只存在单自旋导电沟道，因此，这种带的费米能级上的自旋极化电荷输运率预计为100%. Bloch态和投影态密度（PDOS）分析表明，半金属态的存在是由于裸边N原子上的电荷局域化所致，半金属态具有足够大的能隙（0.3 eV），自旋极化态和自旋补偿态的能量相差很大（$\sim$ 0.4 eV），这表明半金属态是自旋电子学的潜在候选材料.
2016-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological spin Meissner effect in exciton-polariton spinor condensate: constant amplitude solutions, half-vortices and symmetry breaking
我们将环形几何中激子-极化激元凝聚体的自旋迈斯纳效应推广到非平凡凝聚体波函数拓扑的情形。与传统的自旋迈斯纳态不同，拓扑自旋迈斯纳态原则上可以在任意高磁场下观察到，而不受简单连通几何中凝聚态临界磁场值的限制.拓扑迈斯纳态的一个特殊例子是半涡旋。我们发现，在没有磁场的情况下，在一个环中的半涡旋存在的基本半涡旋状态的叠加的形式，解决了最近的实验结果，这种令人困惑的叠加观察。此外，我们表明，如果要观察到一个纯粹的半涡旋状态，一个非零的磁场的一个特定的幅度需要施加。研究TE-TM分裂下的激子-极化激元环，我们观察到自旋迈斯纳态，它通过发展非均匀密度分布打破了系统的旋转对称性。我们分类的各种状态出现在非零TE-TM分裂的基础上，他们可以继续从什么状态，通过增加TE-TM分裂参数从零。随着TE-TM分裂的进一步增加，对称性破缺的态可以转变为稳定的半暗孤子，因此可以作为一个有用的工具来产生各种非平凡态的旋量凝聚体。
2016-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Spin-1 Dirac half-metal, spin-gapless semiconductor, and spin-polarized massive Dirac dispersion in transition metal dihalide monolayers
自旋-1凝聚态系统的特点是结合了Dirac-like色散和平坦能带，是实现高温电子学和自旋电子学技术在没有外部磁场的理想选择。在这项研究中，我们提出了一个三带紧束缚模型，自旋极化Haldane类次近邻隧穿，骰子晶格和自旋-1狄拉克半金属，自旋-1狄拉克自旋无隙半导体，自旋极化自旋-1质量狄拉克色散与非平凡拓扑结构可以存在于二维铁磁凝聚物质系统中的电子自旋极化P = 1。所提出的自旋极化自旋1相可以有效地实现在铁磁过渡金属二卤化物MX2单分子膜。通过第一性原理计算，我们证明了当M = Fe，X = Br，Cl时，小的压应变使MX2单层膜成为自旋为1的Dirac半金属，而当M = Co，X = Br，Cl时，MX2单层膜成为自旋为1的Dirac无带隙半导体.自旋一狄拉克无自旋带隙半导体CoBr 2和CoCl 2嵌入平带铁磁性，其中自旋轨道耦合在分散价态和导带之间打开拓扑非平凡狄拉克带隙，同时使平带不受影响。自旋极化的自旋1质量狄拉克色散中的内禀平带铁磁性是实现量子反常霍尔态（Chern数C =-2）的关键。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic Silicene and Germanene Nanoribbons: towards High-Performance Spintronics Device
通过第一性原理计算，我们预测了面内均匀电场可以在氢封端的锯齿形硅烯和锗烯纳米带（ZSiNRs和ZGeNRs）中诱导半金属性.双栅有限ZSiNR器件显示出高达99%的近乎完美的自旋过滤器效率，而四栅有限ZSiNR器件作为有效的自旋场效应晶体管（FET），从从头算量子输运模拟的开/关电流比超过100。这一发现为硅烯和锗烯在自旋电子学中的应用开辟了新的前景。
2013-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detecting half-quantum superconducting vortices by spin-qubit relaxometry
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
通过自旋量子比特弛豫技术，直接测量半量子超导涡旋所携带的半整量子磁通量，为拓扑量子计算提供新方法。
2026-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Half-Skyrmion Spin Textures In Polariton Microcavities
研究了非共振线偏振光激发下空间扩展极化激元凝聚体的极化动力学。的空间和时间分辨的极化激元发射揭示了非平凡的自旋纹理的形成，在线性和圆形斯托克斯参数的四重态偏振模式的形式，和对角斯托克斯参数的八重态。由于TE-TM分裂，极化激元赝自旋矢量通过凝聚体的连续旋转表现出与半整数拓扑数相关联的半skyrmions的有序模式。基于驱动耗散Gross-Pitaevskii方程和激子库的理论模型描述了通过光学自旋霍尔效应的非平凡自旋织构的动力学。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory of Half-Integer Fractional Quantum Spin Hall Insulator Edges
本研究针对半整数分数量子自旋霍尔绝缘体的边缘态展开理论分析，探究了不同非阿贝尔与阿贝尔态在自旋守恒及破缺情形下的边缘不动点行为，并讨论了其与转角MoTe2实验观测的关联。
2024-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Itinerant half-metal spin-density-wave state on the hexagonal lattice
我们考虑电子的蜂窝或三角形晶格掺杂的鞍点的能带结构。我们假设系统参数是这样的自旋密度波（SDW）的顺序出现低于温度$T_N$和调查的SDW相的性质。我们认为，在$T < T_N$的系统开发单轴SDW相，其有序模式打破$O(3) \times Z_4$对称性，对应于一个八个网站的单位细胞与非均匀的自旋力矩在不同的网站。这种状态是半金属-它保留了完整的原始费米表面，但只有一个自旋分支中的无隙带电激发。它允许电子控制自旋电流，是纳米科学所需要的。
2012-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
