Interaction induced staggered spin-orbit order in two-dimensional electron gas
我们提出并表述了相互作用诱导的交错自旋轨道序作为二维费米气体的一种新的涌现相。我们表明，当某种形式的内在自旋分裂通过Rashba型自旋轨道耦合呈现两个螺旋费米面成为显着的“嵌套”，费米面不稳定性出现。为了解除这种简并，一个自发对称性破缺自旋轨道密度波的发展，导致一个令人惊讶的大准粒子手征电子态的间隙。由于交错的自旋-轨道阶与由间隙值量化的凝聚能相关联，因此破坏这种自旋-轨道相互作用需要足够大的扰动场或温度或退相时间。BiAg $_2$表面态是实现这种新型自旋轨道相互作用的一个代表性系统，具有可调和大的强度，并且自旋分裂与电荷激发是解耦的。这些功能特性与自旋电子学、自旋热电子学和自旋霍尔效应应用相关。
2012-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological phase and chiral edge states of bilayer graphene with staggered sublattice potentials and Hubbard interaction
采用Rashba自旋轨道耦合和Hubbard相互作用的紧束缚模型研究了具有交错亚晶格势的双层石墨烯门控异质结构。拓扑相图依赖于衬底的组合和Hubbard相互作用。交错亚晶格势的存在有利于拓扑相变与小的Rashba自旋轨道耦合强度。哈伯德相互作用的存在修改了拓扑相边界，增加了拓扑相变的最小自旋-轨道耦合强度。在非相互作用系统中，确定了具有间接带隙的拓扑半金属相空间。对于两层具有不同交错亚晶格势的双层石墨烯，讨论了锯齿形纳米带具有边缘极化手征边缘态的条件。这些条件要求Rashba自旋轨道耦合强度适中或为零，以及适当的栅极电压范围。比较了有无Hubbard相互作用系统的条件。边缘极化可以由栅极电压控制。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall
Staggered spin Hall conductivity
内禀自旋霍尔效应在自旋电子学的应用中起着重要的作用，例如自旋轨道矩存储器。体空间群的对称性决定了体自旋电流电导率张量的形式。本文考虑的材料，其中个别原子的局部点群对称性低于全球（散装）对称性。这使得位置相关的自旋电流响应，允许相对于体响应的附加张量分量。我们提出了一个一般的方法来计算位置相关的固有自旋霍尔电导率，与类似的计算工作相对于计算体自旋霍尔电导率。我们还提出了一般的位置相关的自旋电流响应的diely-constrained形式。我们将这种方法应用于1 T '-WTe $_2$，它具有一个常规的自旋霍尔电导张量分量$σ^y_{xz}$和一个交错的非常规分量$σ^z_{xz}$。这两个分量的大小，分别约为100和20 $(\rm Ω\cdot cm)^{-1}$，与实验中施加在相邻铁磁体上的自旋轨道扭矩相当。然后，我们考虑正交PbTe，其中均匀和交错的自旋电流电导率是一个数量级以上。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of orbital effects and nanoscale strain in topological crystalline insulators
轨道自由度对固体中电子的基本性质有显著的影响。除了影响带宽、带隙、相关强度和色散之外，轨道效应还涉及产生新的电子和结构相，例如Jahn-Teller效应和巨磁阻。在这项工作中，我们第一次展示了带的轨道性质如何导致非平凡的影响，应变的能带结构。利用扫描隧道显微镜和准粒子干涉成像技术研究了应变对拓扑晶体绝缘体SnTe异质外延薄膜电子结构的影响。我们发现了一个令人惊讶的效果，其中在一个方向上施加的应变影响垂直方向上的能带结构。我们的理论计算表明，这种效应直接来自导带和价带的轨道性质。我们的研究结果意味着，微观模型捕捉应变对能带结构的影响，必须包括考虑的轨道性质的频带。
2016-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-dependent transport through graphene quantum dots due to proximity-induced, staggered spin-orbit couplings
研究了石墨烯上C_3v对称岛阵列通过近邻效应诱导量子点和自旋-轨道耦合的系统，发现Rashba耦合可控制谷性质，顶栅电压可调节谷极化和散射，为谷依赖电子光学器件提供了新方法。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of staggered damping-like spin-orbit torque on synthetic antiferromagnetic domain walls
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿跨学科研究院）；Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University（东北大学电气通信研究所）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学材料科学研究所）；Center for Science and Innovation in Spintronics, Tohoku University（东北大学自旋电子学科学与创新中心）；International Center for Synchrotron Radiation Innovation Smart, Tohoku University（东北大学同步辐射创新智能国际中心）
该研究提出合成反铁磁体中交错阻尼类自旋轨道矩的理论，推导出畴壁速度的闭合形式，并预测符号反转与标度律，为实验提供直接目标。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Walker-like Domain Wall breakdown in layered Antiferromagnets driven by staggered spin-orbit fields
在线性连续介质理论中，没有磁性织构的传播速度可以超过其自旋波的最大群速度。在这里，我们报告了一个瞬态制度，由于额外的反铁磁纹理的出现，打破了洛伦兹平移不变性的磁系统的原子自旋动力学模拟。这种动力学制度类似于铁磁体中的畴壁沃克击穿，并且涉及反铁磁畴壁对的成核。随后，成核的180 ° $^{\circ}$畴壁之一与原始畴壁产生360 ° $^{\circ}$自旋旋转，其即使在自旋轨道场的作用下也保持静止。另外180个$^{\circ}$畴壁被加速到超磁振子速度。在大的自旋-轨道场下，获得多个畴壁产生和复合，这可以解释最近实验观察到的电流脉冲诱导大畴结构破碎成小的碎片畴和随后的大规模畴形成之前的电流脉冲的缓慢重建。
2020-02-09 cond-mat.mes-hall
Spin-Orbital Textures and Interferometers by Nanoscale Geometric Design of Quantum Rings with Orbital Rashba Coupling
我们推导出一个有效的连续介质模型来描述电子在弹道一维弯曲纳米结构中的传播，该纳米结构的特点是由于具有$d-$轨道对称性的局域电子态、原子自旋-轨道耦合和轨道Rashba耦合而引起的自旋-轨道自由度的强烈相互作用.我们演示了如何一个平面的不均匀的空间曲率的纳米通道可以产生通过循环上相应的布洛赫球表示的自旋和轨道纹理。特别是，我们采用了典型的情况下，一个椭圆形的量子环，以探讨在低能量的电子输运的几何形状的作用。我们发现，在这个政权的自旋和轨道纹理表现出相等的绕组周围的径向或面外方向。值得注意的是，自旋和轨道绕组不仅可以通过修改纳米级形状来调整，就像自旋Rashba效应一样，还可以通过电子门控改变电子密度。我们表明，纹理的存在与图案的几何Aharonov-Anandan阶段内的量子环内的一个周期中获得。此外，不同于单带Rashba耦合纳米环，电导的操纵可以通过电子密度变化来实现，并且间接地通过反转不对称相互作用的强度的变化来实现。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin-orbit driven ferromagnetic resonance: A nanoscale magnetic characterisation technique
我们展示了一个可扩展的新的铁磁共振（FMR）技术的基础上的自旋轨道相互作用。交变电流驱动由稀磁半导体（Ga，Mn）As和（Ga，Mn）（As，P）图案化的均匀铁磁结构中的FMR。这允许直接测量单个纳米棒的磁各向异性系数和阻尼参数。通过分析的铁磁共振线型，我们进行矢量磁强计的电流感应驱动场，观察贡献与对称性的Dresselhaus和Rashba自旋轨道相互作用。
2010-12-10 cond-mat.mes-hall
Spatial correlations in chaotic nanoscale systems with spin-orbit coupling
我们研究了自旋轨道耦合（SOC）混沌纳米结构中波函数的统计特性，特别关注本征函数的空间相关性。从微观模型的数值结果进行了比较，从高斯正交高斯辛合奏（随着SOC的增加）的交叉随机矩阵理论的结果;一点和两点分布函数进行了计算，以了解本征函数在这个交叉的属性。结果表明，波函数振幅的相关性在SOC下受到抑制，但在两点分布函数中，本征函数相关性比SOC为零时起着更重要的作用，并对实验结果进行了讨论.
2011-03-16 cond-mat.mes-hall
Spin driven emergent antiferromagnetism and metal insulator transition in nanoscale p-Si
特别是在薄膜、表面和界面中，电荷、自旋和轨道自由度的纠缠可以引起涌现行为。通常，表现出这些性质的材料需要大的自旋轨道耦合。我们假设，涌现的行为也可以发生由于自旋，电子和声子相互作用，在广泛研究的简单材料，如硅。也就是说，大的内在自旋轨道耦合不是涌现行为的基本要求。中心假设是当样品的尺寸之一是相同的顺序（或更小）的自旋扩散长度，然后非平衡自旋积累由于自旋注入或自旋霍尔效应（SHE）将导致出现在非铁磁半导体相变。在本实验工作中，我们报道了Pd（1 nm）/Ni_（81）Fe_（19）（25 nm）/MgO（1 nm）/p-Si（~400 nm）薄膜样品中自旋介导的突现反铁磁性和金属绝缘体相变。通过Rashba自旋-轨道耦合介导的自旋-霍尔磁电阻行为观察到p-Si中的自旋-霍尔效应，提出自旋积累和由此产生的涌现行为的原因。从纵向三次谐波电压的发散行为中发现了相变的相变现象，它与热导率和热容有关。
2017-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oscillating spin-orbit interaction as a source of spin-polarized wave packets in two-terminal nanoscale devices
弹道输运通过纳米器件与时间相关的拉什巴型自旋轨道相互作用（SOI）可以导致自旋极化波包，甚至出现完全非极化输入。在有限域中振荡的SOI产生作为传播波离开该区域的密度和自旋极化波动。特别地，即使在没有SOI的区域中，自旋极化也具有空间和时间依赖性。我们的结果是基于含时薛定谔方程的解析解。获得的相关Floquet准能量出现在透射波和反射波的能谱中。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Kondo physics and orbital degeneracy interact to boost thermoelectrics on the nanoscale
我们调查的运输通过一个纳米级的设备组成的一个退化的双轨道安德森点耦合到两个不相关的铅。我们确定的热电输运性质接近一个电子制度，并将它们与相应的单轨道点。线性和非线性制度的解决，后者通过非平衡的非交叉近似的基础上Keldysh形式主义的推广。近藤政权的功率输出和效率被证明是通过第二轨道的存在下，强烈增强。我们预测一个实验相关的最佳工作点，受益于伴随的近藤温度的增加，在两个轨道设置。基于传输系数和满足热力学平衡的近似被证明仍然是适当的，甚至远远超出了预期的有效性范围的这种方法。最后，双轨道近藤政权揭示了自己作为一个有前途的候选人，以避免，至少部分地，一方面，最佳热电效率之间的一般困境，另一方面，公平的功率输出。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dzyaloshinskii-Moriya Induced Spin-Transfer Torques in Kagome Antiferromagnets
近年来，反铁磁体（AFM）由于其独特的性质，如太赫兹动力学和无杂散场，成为非常有前途的纳米自旋电子应用。然而，操纵反铁磁纹理目前仅限于极少数特殊的材料对称类，允许交错的磁子晶格上的扭矩。在这项工作中，我们预测的kagome原子力显微镜与破缺的镜像对称性的反铁磁畴壁（DW）和自旋电流之间的一种新的耦合机制，产生的相对论Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（DW）。我们从微观上推导出了原子力显微镜对原子力显微镜的自由能贡献。与铁磁体和共线原子力显微镜不同的是，非线性原子力显微镜不会导致空间导数中的线性项，而是使自旋波刚度和各向异性能量重新归一化。重要的是，我们表明，该双折射诱导一个高度非平凡的扭曲DW配置文件，是通过两个线性独立的组件的自旋积累可控。这种纹理操作机制超越了交错扭矩的概念，意味着与传统的铁磁体和共线AFM相比，电流驱动的DW运动具有更高程度的可调谐性。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detecting degeneracy and subtle broken-symmetry states of graphene at nanoscale
在纳米尺度上测量系统的简并度和对称性破缺状态需要极高的能量和空间分辨率，这是迄今为止无法直接观测到的。在此，我们首次实现了纳米尺度下石墨烯简并度和精细对称性破缺态的测量。通过使用无边缘的石墨烯量子点，我们能够在单电子水平上测量石墨烯的谷分裂和谷对比自旋分裂。我们的实验发现，由于亚晶格对称破缺和时间反演对称破缺的共存，石墨烯的原子缺陷周围的大的谷分裂。还观察到了由缺陷周围增强的自旋轨道耦合引起的大的谷对比自旋分裂。这些结果揭示了原子缺陷在纳米尺度下诱导的石墨烯中未探索的奇异电子态。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale variation of the Rashba energy in BiTeI
本文利用扫描隧道显微镜研究BiTeI表面单原子缺陷周围的Rashba能量纳米尺度变化，并将其与局域电场关联，揭示了原子缺陷对Rashba效应的局域影响及其对纳米自旋电子器件的意义。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revisiting the Analytical Solution of Spin-Orbit Torque Switched Nanoscale Perpendicular Ferromagnet
针对垂直磁体自旋轨道矩翻转中现有模型与实验偏差大的问题，本研究发现磁化强度平滑过渡而非先与自旋极化对齐，并指出进动手性反转是实现确定性翻转的关键，据此建立的新解析模型与实验数据高度吻合。
2024-08-25 cond-mat.mes-hall
Valley-polarized Quantum Anomalous Hall and Topological Metal Phase in Rashba induced pseudospin-1 lattice
该研究探究交错电势与磁化下Rashba诱导赝自旋1 Dice晶格的拓扑相变，发现两类独特相变并经多种计算验证，为二维赝自旋1系统拓扑相研究和反手性边缘态探索提供新平台。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlated Excitonic Signatures in a Nanoscale van der Waals Antiferromagnet
研究通过将 NiPS3 反铁磁体缩小至几十纳米，实现体相激子关闭与可见光电荷转移跃迁激活，并揭示其自旋关联、极化子及离散 Stark 特征。
2023-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent Rashba spin-orbit coupling in bulk gold with buried network of nanoscale interfaces
本研究通过在块体金中嵌入超小银纳米颗粒构建密集异质界面，在保持全局体反演对称性的块体金属中实现了高强度Rashba自旋轨道耦合，揭示了界面电荷转移与极化子局域化的增强机制。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall
Zeeman-field-induced nontrivial topological phases in a one-dimensional spin-orbit-coupled dimerized lattice
从理论上研究了塞曼场和调制自旋轨道耦合对一维二聚晶格（称为Su-Schrieffer-Heeger模型）拓扑性质的相互作用。我们发现，在弱（强）调制自旋轨道耦合体系中，通过引入均匀（交错）垂直塞曼场，可以通过拓扑相变将平凡区或具有两对零能态的非平凡区转变为非平凡区.此外，由此产生的非平凡相托管一对零能量边界状态可以生存在一定范围内的垂直塞曼场幅度。由于有效的时间反演，粒子-空穴，手征和反转对称性，在均匀或交错的垂直塞曼场的存在下，系统的拓扑类是BDI，可以用$\mathbbm{Z}$指数来表征。我们还研究了鲁棒性的非平凡阶段，通过打破底层的对称性引起反转对称性起着重要的作用。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall
Interfacial orbital torques excite nanoscale terahertz magnons
University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
本文构建原子级框架分离界面自旋与轨道力矩贡献，发现界面轨道力矩是激发纳米级太赫兹磁振子的主通道，为磁性多层膜的太赫兹自旋动力学调控提供微观基础。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Complete Magneto-Optic Modulation of Lateral and Angular Shifts in Spin-Orbit Coupled Members of the Graphene Family
与石墨烯相比，2D交错单层半导体中的固有自旋-轨道耦合非常大。这些材料中的大自旋轨道相互作用导致能谱中的能隙的打开和每个谷中的带的自旋分裂。在本文中，我们从理论上研究了这些自旋轨道丰富的，交错的二维材料的光束的机械转向。机械转向导致反射和透射光线轮廓的明显偏差，如从经典光学定律预测的。这些效应通常被称为古斯-汉臣（GH）和Imbert-Fedorov位移。我们发现，电场和磁场调制的巨大的空间和角GH位移可以实现在这些材料的入射角附近的布鲁斯特角在太赫兹制度。我们还确定了光束位移对化学势的依赖关系，发现布儒斯特角和GH位移的符号可以通过改变化学势来控制。这允许实现自旋和谷相关的光学效应的可能性，其可以是用于太赫兹制度中采用的量子信息处理、生物感测和谷电子学中的实验的有用的读出标记。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall
Prediction of stable nanoscale skyrmions in monolayer Fe$_5$GeTe$_2$
本文通过第一性原理计算和原子自旋模拟，预测单层Fe$_5$GeTe$_2$中因强DMI和适中磁晶各向异性可在约2 T以上磁场下稳定直径小于10 nm的斯格明子，其能量势垒与先进过渡金属超薄膜相当，且在20 K下可稳定数小时。
2024-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Spin Polarization Enables Néel Order Switching in Centrosymmetric Altermagnets
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本文提出利用非线性自旋极化实现中心对称交错磁体中Néel序的确定性电学翻转，通过交错响应与SOC诱导横向分量协同作用，实现180°翻转及电学读写方案。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge state reconstruction in proximitized graphene and its probe using RKKY interaction
Jamia Millia Islamia（贾米亚米利伊斯兰大学）
该研究探究邻近效应石墨烯中边缘态受边缘在位势的重构作用，利用RKKY相互作用可探测该重构及SOC类型，为边缘态研究提供有效手段。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall
Harnessing the giant out-of-plane Rashba effect and the nanoscale persistent spin helix via ferroelectricity in SnTe thin films
非中心对称块状晶体内部的非零电场转变为动量相关的磁场，即自旋轨道场（SOF）。SOFs在自旋电子学中有很大的用途，因为它们能够通过电场进行自旋操纵。然而，与此同时，自旋电子学的应用受到SOF的严重限制，因为穿过SOF的电子很容易失去它们的自旋信息。在这里，我们建议，在（001）取向的SnTe薄膜的面内铁电性利用Janus面SOF在一个可调和的方式，使电自旋可控性和抑制自旋退相。面内铁电性产生单向的面外Rashba SOF，其可以具有长寿命的螺旋自旋模式，称为持久自旋螺旋（PSH）。通过反转不对称性和SOF之间的直接耦合，铁电开关反转面外Rashba SOF，从而产生最大场可调谐PSH。此外，在SnTe薄膜中看到的巨大的面外Rashba SOF与纳米尺寸的PSH相关，潜在地将自旋电子器件尺寸减小到纳米级。我们结合两个铁电耦合的自由度，纵向电荷和横向PSH，设计交叉电自旋电子晶体管的非易失性铁电开关在纳米尺度的横向和原子厚度的垂直尺寸。
2018-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin polarized STM imaging of nanoscale Néel skyrmions in an SrIrO3/SrRuO3 Perovskite Bilayer
自旋极化扫描隧道显微镜（SPSTM）被用来直接成像纳米级Néel skyrmions在SrIrO 3/SrRuO 3双层系统，是迄今为止在任何系统中报道的最小的。离轴磁控溅射被用来盖外延膜的氧化物铁磁体SRO与2个单位电池的SrIrO 3，旨在提供界面自旋轨道耦合。原子分辨率STM成像和隧道光谱被用来识别岛状SrIrO 3晶粒和小区域的裸SrRuO 3。孤立的skyrmions只观察到SrIrO 3覆盖的区域的膜，并表现出的平均直径为3 nm的大小和形状的分布。我们发现，skyrmions必须完全包含在内，但可能小于，任何给定的SrIrO 3区域。此外，skyrmions观察到SrIrO 3岛的不同厚度的SPSTM对比度没有损失，这表明磁纹理位于SrIrO 3岛，而不是下面的铁磁SrRuO 3。密度泛函理论计算表明，这可能是由于一个小的感应磁矩与IrO层在SrIrO 3膜。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric Scattering-Induced Neel Spin-Orbit Torque in Antiferromagnets
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究揭示反铁磁体中不对称杂质散射与布洛赫电子异常自旋极化率的相互作用，产生新的NSOT机制，为电控制反铁磁体提供新途径。
2026-04-20 cond-mat.mes-hall
Dissipationless Circulating Currents and Fringe Magnetic Fields Near a Single Spin Embedded in a Two-Dimensional Electron Gas
理论计算预言了自旋-轨道耦合二维电子气中自旋缺陷引起的无耗散环流。这些无耗散循环电流的形状和空间范围极大地依赖于具有不同空间对称性的自旋轨道场的相对强度，从而提供了使用电子门来操纵纳米级磁场和耦合磁缺陷的可能性。由该电流产生的磁场的空间结构进行计算，并提供了一种直接的方式来测量的主机的自旋轨道场，以及缺陷的自旋取向，\textit{e.g.}通过扫描纳米级磁力测量。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall
Quantum spin Hall effect induced by electric field in silicene
研究了锯齿形硅烯纳米管在外加电场作用下的输运性质。由于硅烯的屈曲结构，外加电场可以诱导出交错的亚晶格势和两种Rashba自旋轨道耦合。通过适当调节两种Rashba自旋轨道耦合，利用交错势打开了体能隙，在能隙中出现了无带隙的边缘态。此外，无带隙边缘态是自旋过滤的，并且对非磁性无序不敏感。这些结果证明了硅烯在外加电场作用下可以产生量子自旋霍尔效应，这对未来自旋电子学器件的应用具有一定的实际意义。
2012-12-19 cond-mat.mes-hall
Néel Spin-Orbit Torque in Antiferromagnetic Quantum Spin and Anomalous Hall Insulators
本文扩展凯恩-梅勒模型至含共线反铁磁序的系统，发现其拓扑相支持源于纯绝热电流的奈尔自旋轨道力矩，可使微波驱动的反铁磁动力学效率显著提升，振幅增一个多数量级、吸收率增两个多数量级。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Hund and pair-hopping signature in transport properties of degenerate nanoscale devices
我们研究了双轨道纳米器件输运性质中完全库仑相互作用的特征。我们分析了具体的影响Hund交换和对跳跃条款，计算特别是稳定图。原来，一个粗糙的模型，部分库仑相互作用，可能会导致误解的实验。此外，它示出了由栅极和偏置电压引起的光谱权重转移强烈影响充电电流。低温制度也进行了研究，显示非弹性cotunneling与交换项，以及近藤电导增强。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-Dimensional Higher-Order Topological Metals
本研究探究含交错内禀自旋轨道耦合与面内塞曼场的石墨烯，揭示其拓扑金属相及高阶拓扑金属角态的形成机制，并用输运系数与模型分析验证相关结论。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall
Nanoscale control of the metal-insulator transition at LAO/KTO (110) and LAO/KTO (111) interfaces
由于相对高的临界温度以及其他将该系统与更广泛研究的SrTiO 3（STO）基异质结构区分开的性质，最近关于KTaO 3（KTO）（110）和（111）界面处的超导性的报道引起了人们的强烈兴趣。在这里，我们报告的LaAlO 3/KTO（110）和（111）界面处的金属到绝缘体的转变的纳米级控制。使用先前为基于STO的异质结构开发的两种不同的方法来创建器件：（1）导电原子力显微镜光刻和（2）超低压电子束光刻。在低温下，基于KTO的器件显示出可通过所施加的背栅来调节的超导性。纳米线器件显示出单电子晶体管（SET）行为。这些在基于KTO的异质结构中创建纳米级器件的可重构方法为研究超导机制以及开发结合强自旋轨道相互作用、超导行为和纳米尺度的量子器件提供了新的途径。
2022-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin orbit torque in disordered antiferromagnets
我们使用线性响应理论和紧束缚模型上实现的非平衡格林函数技术研究了存在Rashba自旋轨道耦合的反铁磁材料中电流诱导的自旋轨道扭矩。我们发现，交错的自旋密度来自带间的贡献。无序的影响仅限于力矩大小的减小，并没有对力矩对自旋轨道强度的依赖性以及反铁磁局域磁矩与巡游电子自旋之间的交换相互作用带来任何反常行为。我们证明了自旋轨道矩是强大的反铁磁自旋阀自旋转移矩的情况下，对应用程序的障碍相比。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent spin-orbit torques in two dimensional hexagonal crystals
本文研究了石墨烯、硅烯、锗烯和锡烯等二维六方晶体的自旋轨道矩。该力矩具有两个分量，一个是由反自旋电流效应引起的类场项，另一个是由混合自旋- $k$空间中的Berry曲率引起的反阻尼力矩。在交错位和交换场的存在下，谷简并可以解除，我们得到一个谷依赖的Berry曲率，导致一个可调的反阻尼力矩通过控制谷自由度。通过调节偏置电压或磁化角，可以使谷值不平衡度达到100%。这些发现为通过结构设计来发展电流驱动的自旋轨道力矩开辟了新的途径。
2015-09-27 cond-mat.mes-hall
Ultrafast nanoscale magnetic switching via intense picosecond electron bunches
与皮秒强电子脉冲相关的磁场被示出为局部切换扩展膜和纳米结构的磁化强度，并点燃局部自旋波激发。此外，拓扑保护的磁性纹理，如skyrmions可以迅速印在样品与残留的Dzyaloshinskiii-Moriya自旋轨道耦合。所产生的激发的特性，例如拓扑电荷或磁振子谱的宽度，可以通过电子脉冲的持续时间和强度来控制。这项研究指出了一种可能的方式时空控制产生的磁和skyrmionic激发。
2017-07-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Emission of coherent propagating magnons by insulator-based spin-orbit torque oscillators
我们通过实验证明了直流电流诱导的自旋轨道扭矩在超薄磁绝缘膜中产生相干传播磁振子。我们表明，这一具有挑战性的任务，可以通过利用磁绝缘体膜具有大的垂直磁各向异性。我们展示了简单而灵活的自旋-轨道力矩器件，它可以用作基于绝缘体的自旋电子应用的相干传播磁振子的高效纳米级源。
2018-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Switching of biaxial synthetic antiferromagnets: a micromagentic study
我们模拟了纳米合成反铁磁体（SAF）的开关行为，最近的实验进展的晶体反铁磁体的自旋轨道转矩开关的启发。SAF由两层具有面内双轴各向异性和层间交换耦合的铁磁薄膜组成。来自SAF的相对表面的交错场状Rashba自旋轨道扭矩引起倾斜的净磁化，这触发了驱动Néel矢量的90 $^\circ$切换的正交扭矩。由类场自旋轨道扭矩驱动的这种动力学允许具有增加的吉尔伯特阻尼的更快切换，而不会显著有害地增加阈值切换电流密度。我们的研究结果指出，作为模型系统，基于简单的铁磁金属，模拟反铁磁器件物理的SAF的潜力。
2018-11-22 cond-mat.mes-hall
Controllable Spin-Charge Transport in Strained Graphene Nanoribbon Devices
我们从理论上研究了在均匀单轴应变、自旋轨道耦合、交换场和光滑交错势作用下石墨烯纳米带两端器件中的自旋电荷输运。我们发现施加的应变方向可以有效地调节扶手椅型石墨烯纳米晶（AGNR）的应变强度诱导的带隙振荡。还发现，在AGNR和锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）的电子电导振荡与Rashba自旋轨道耦合类似的Datta-Das场效应晶体管。研究发现，ZGNR的电导随自旋轨道耦合（SOC）大小的变化呈现两种不同的应变响应区域：在小应变区域，ZGNR的电导沿应变纵向呈现较强的应变依赖性;而对于高应变值，横向方向的影响较大。此外，局域态密度（LDOS）表明，根据交错势的平滑程度，AGNR的边缘态可以出现或被抑制。这些新出现的状态可以通过执行空间扫描隧道显微镜或扫描隧道光谱实验确定。我们的发现为应变石墨烯纳米结构在新型拓扑量子器件上的应用开辟了新的操作和控制范例。
2014-05-11 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional Weyl nodal-line semimetal and antihelical edge states in a modified Kane-Mele model
研究改进的Kane-Mele模型在无Rashba耦合时演化为二维Weyl节线半金属，预测并分析了支持同向自旋极化电流的反螺旋边缘态及其在无序下的脆弱性。
2024-08-11 cond-mat.mes-hall
Josephson current through a quantum dot with spin-orbit coupling
计算了具有Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合$α$的纳米级多能级量子点的平衡约瑟夫森电流。临界电流已经可以通过适度的$α$而显著改变。在塞曼场的存在下，Datta-Das的振荡依赖于$α$的预测。
2006-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hinge states in a system of coupled Rashba layers
我们考虑一个系统的堆叠隧道耦合二维电子和空穴气体层与Rashba自旋轨道相互作用受到交错塞曼场。不同层内隧道耦合的相互作用导致在三维空间中向拓扑绝缘体相的相变，从而承载无带隙表面态。交错的塞曼场通过产生具有无带隙铰链态的二阶拓扑绝缘体相进一步丰富了拓扑相图。拓扑相位的出现被证明在小塞曼场的政权解析和确认的数值模拟中的非微扰区域的相图。拓扑相是稳定的，对外部扰动和无序。
2019-10-03 cond-mat.mes-hall
Spin-valley Silin modes in graphene with substrate-induced spin-orbit coupling
在外部磁场的存在下，费米液体状态支持被称为Silin模式的振荡自旋模式。我们预测了在一个多通道系统，单层石墨烯的广义Silin模式的存在。建立了多巷费米液体的规范不变和贝里规范不变动力学方程，并将其应用于具有非本征自旋轨道耦合（SOC）的石墨烯的情况。SOC和Berry曲率的相互作用允许通过AC电场在自旋和谷交错自旋通道中激发广义Silin模。计算了这些模式对电导率的谐振贡献。
2021-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-equilibrium spin density and spin-orbit torque in three dimensional topological insulators - antiferromagnet heterostructure
研究了拓扑绝缘体-反铁磁体异质结构中的非平衡自旋密度和自旋轨道矩的行为。不像铁磁异质结构中的狄拉克锥是缺口由于时间反演对称性破缺，这里的狄拉克锥被保存。当输运能处于拓扑绝缘体表面能范围内时，我们证明了存在一个与阻尼转矩相对应的交错自旋密度，这对标量杂质是相当鲁棒的.我们显示的非平衡自旋密度的贡献，由于表面和散装拓扑绝缘体带。最后，我们发现拓扑绝缘体-反铁磁异质结构中的转矩具有角度依赖性，这与Rashba系统中的标准自旋轨道转矩一致，但界面耦合产生了一些额外的非线性效应.
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Graphene on two-dimensional hexagonal BN, AlN, and GaN: Electronic, spin-orbit, and spin relaxation properties
我们研究了石墨烯在一系列二维六角氮化物绝缘体hXN，X = B，Al和Ga上的电子结构，采用DFT计算。采用基于量子力学的模型哈密顿量从邻近化石墨烯的低能Dirac能带中提取轨道参数和自旋轨道耦合（SOC）。虽然相称的hBN诱导约10 meV的交错电位进入狄拉克带，晶格匹配较少的hAlN和hGaN破坏狄拉克点少得多，给出低于100 $μ$ eV的交错间隙。接近的本征SOC令人惊讶地没有增加到远高于12 $μ$ eV的原始石墨烯值;它停留在（1-16）$μ$ eV的窗口中，强烈地取决于堆叠。然而，当增加硼基的原子序数时，Rashba SOC急剧增加，B、Al和Ga基氮化物的计算最大值分别为8、15和65 $μ$ eV。单个Rashba耦合也强烈依赖于堆叠，在夹层结构中消失，并且可以通过横向电场进行调谐。提取的自旋-轨道参数被用作输入自旋输运模拟的基础上切比雪夫展开的时间演化的自旋期望值，产生有趣的预测电子自旋弛豫。自旋寿命大小和各向异性强烈地依赖于特定的（hXN）/石墨烯/hXN系统，并且它们可以通过施加的外部电场以及石墨烯层中的载流子密度来有效地调谐。一个特别有趣的实验案例是石墨烯/hGaN，其中巨大的Rashba耦合被预测为诱导1-10 ns的自旋寿命，短到足以主导其他机制，并导致与传统半导体异质结构中观察到的相同的自旋弛豫各向异性：50%，这意味着面外自旋弛豫速度是面内自旋的两…
2021-02-17 cond-mat.mes-hall
Topological phase transitions in the photonic spin Hall effect
最近合成的二维交错材料开辟了新兴的机会，研究光学自旋轨道相互作用的半导体类狄拉克系统。我们揭示了石墨烯家族材料中光子自旋霍尔效应的拓扑相变。结果表明，外部静态电场和高频圆偏振激光允许主动按需操纵的电磁光束移位。光的自旋霍尔效应表现出与辐射自由度、材料性质的丰富依赖性，并具有非平凡的拓扑性质。我们发现，光子霍尔位移是敏感的自旋和谷特性的电荷载流子，提供了一个前所未有的途径，研究自旋电子学和谷电子交错的二维半导体。
2017-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Superfluid phase transition of nanoscale-confined helium-3
本研究理论探究纳米尺度一维受限下氦-3的超流相变，发现其由3×2复矩阵序参量描述，平均场下存在A相与平面相两种简并超流序，强耦合修正支持实验观测的A相，弱耦合重整化群则预言平面相稳定。
2023-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
