Electric field controlled spin- and valley-polarized edge states in silicene with extrinsic Rashba effect
在存在非本征Rashba自旋-轨道耦合的情况下，我们发现硅烯可以具有一个新的量子反常Hall态，该态具有自旋和谷极化的边缘态，并且可以被交换场和电场有效地控制.在这个新的状态下，这对非平凡的边缘状态位于一个特定的谷中，并且具有强烈但相反的自旋极化。这种新态的一个显著特点是边缘态的自旋和谷指数都可以通过反转电场来切换。我们还提出了一个微观机制的起源新的国家。我们的研究结果提供了一种有效的方法来控制拓扑保护的自旋和谷极化的边缘状态，这是至关重要的自旋电子学和谷电子学。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and Orbital Rashba effects at the Ni/HfO$_2$ interface
该研究结合第一性原理模拟与输运计算，揭示铁电极化反转可将 Ni/HfO2 界面磁晶各向异性由面内转为面外，并分别调控约50%和30%的自旋、轨道电流转换。
2024-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Rashba dominated spin-splitting in the bulk ferroelectric oxide perovskite KIO3
动量相关的Rashba和Dresselhaus自旋劈裂因其在自旋电子学中的重要应用而备受关注。本文采用从头计算密度泛函理论研究了铁电氧化物钙钛矿KIO 3的自旋劈裂效应。我们的计算还支持对称性调整的两带k.p哈密顿量。菱形R3m和R3c相在导带底（CBM）和价带顶（VBM）处观察到不可忽略的自旋劈裂效应。线性Rashba项成功地解释了VBM处的分裂。然而，立方项在实现CBM附近的自旋取向中变得重要。我们的研究结果表明，Rashba参数的增强调谐铁电序参量。此外，我们还观察到自旋取向的逆转对切换的极化方向。
2021-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Electric field switching of antiferromagnetic domains in YMn2O5: a probe of the multiferroic mechanism
我们采用中子球偏振法，以确定共存的反铁磁畴的性质和人口的多铁性YMn2O5。通过施加一个电场，我们证明了反转的电极化的结果在两种类型的面内畴，反转相互关联的粒子数反转。我们的结果与铁电性的交换收缩机制完全一致，并支持了一个统一的模型，即摆线有序是通过耦合到主磁序参量而诱导的.
2008-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Inverted current-driven switching in Fe(Cr)/Cr/Fe(Cr) nanopillars
从理论和实验两方面来看，在稀Fe（Cr）合金中和在Fe（Cr）/Cr界面处，少数电子的散射预计比多数电子的散射弱。我们发现Fe（Cr）/Cr/Fe（Cr）三层纳米柱显示出正常的磁阻-即，在低磁场下电阻最大而在高磁场下电阻最小，但是反向电流驱动的切换--即，从固定层流向反向层的正电流将三层从高电阻切换到低电阻，负电流将三层从低电阻切换到高电阻。
2003-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Rashba-Dresselhaus spin-splitting in the bulk ferroelectric oxide BiAlO$_3$
最近有人提出，由于在单一材料中的自旋-轨道耦合，铁电性和类拉什巴自旋分裂效应的共存可能允许自旋自由度的非易失性电控制。在本工作中，我们通过密度泛函计算比较了BiAlO $_3$的四方相和菱方相的结构和铁电性能。在这两个阶段中，我们仔细研究了Rashba和Dresselhaus效应，在其体电子结构中产生自旋分裂，特别是在导带最小值附近，补充了我们的第一原理结果与有效的$ k\cdot p$模型分析。自旋织构的完全反转与铁电极化开关也被预测。BiAlO $_3$因此可以被认为是第一个已知的氧化物表现出铁电性和Rashba-Dresselhaus效应共存。
2016-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Persistent spin helix in Rashba-Dresselhaus ferroelectric CsBiNb2O7
铁电Rashba半导体（FERSC）是一类新型的多功能材料，具有巨大的Rashba自旋分裂，可以通过改变电极化的强度来逆转。虽然它们是自旋场效应晶体管中作为沟道的优秀候选者，但实验研究到目前为止仅限于半导体GeTe，其中铁电开关通常被重掺杂和/或大漏电流阻止。在这里，我们报告，CsBiNb 2 O 7，一个层状钙钛矿的Dion-Jacobson型，是一个强大的铁电体，具有足够强的自旋轨道耦合和自旋织构可逆的电场。此外，我们还发现，由于铁电相的低对称性，其最高价带的自旋织构与动量准无关。动量空间中的特殊自旋极化模式可以产生所谓的“持续自旋螺旋”，这是一种特定的自旋波模式，其保护自旋免受扩散输运机制中的退相干，从而潜在地确保该材料中非常长的自旋寿命。
2019-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The dominancy of damping like torque for the current induced magnetization switching in Pt/Co/W multilayers
两类自旋轨道耦合（SOC）机制被认为是自旋轨道矩（SOT）的候选源：强SOC重金属中的自旋霍尔效应（SHE）和由材料表面和界面的反转对称性破缺引起的Rashba效应。在这项工作中，我们研究了垂直磁化的Pt/Co/W薄膜的SOT，并与Pt/Co/AlOx薄膜的结果进行了比较。理论上，在自旋霍尔角符号相反的三层非对称结构的情况下，由于SHE和Rashba效应引起的类阻尼力矩和类场力矩都将得到增强。利用谐波测量，我们表征了类阻尼力矩和类场力矩对应的有效场，但我们发现类阻尼力矩在Pt/Co/W薄膜中占主导地位。这与Pt/Co/AlOx薄膜中的结果有很大的不同，在Pt/Co/AlOx薄膜中，类阻尼扭矩和类场扭矩都很强。
2018-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall Switching of the Magnetization in Ta/TbFeCo Structures with Bulk Perpendicular Anisotropy
首次研究了具有体垂直磁各向异性（bulk-PMA）的Ta/TbFeCo图形结构中的自旋-轨道力矩。研究了在垂直场、纵向场和横向场存在下的电流诱导磁化翻转。为了排除焦耳热效应，切换的磁化也证明使用电流脉冲。发现与自旋霍尔效应相关的反阻尼力矩很强，得到了约为0.12的自旋霍尔角。在这种结构中，与Rashba效应相关的类场扭矩可以忽略不计，这表明界面在类Rashba扭矩中起着重要作用。
2015-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Quasistatic and Pulsed Current-Induced Switching with Spin-Orbit Torques in Ultrathin Films with Perpendicular Magnetic Anisotropy
自旋-轨道相互作用产生的自旋力矩提供了一种利用在层的平面中流动的电流来反转垂直磁化的双折射膜的磁化的手段。应用中的一个基本和关键问题是纳秒电流脉冲开关的速度和效率。在这里，我们调查和对比准静态（慢扫电流）和脉冲电流感应开关特性的微米级霍尔十字组成的非常薄的（$<1$ nm）垂直磁化CoFeB层$β$ -Ta。虽然在准静态情况下在阈值电流密度下发现完全磁化反转，但短持续时间（$\leq 10$ ns）较大幅度脉冲（$\simeq 10 \times$准静态阈值电流）仅导致部分磁化反转和畴形成。我们将部分反转与脉冲期间反转畴扩展的有限时间相关联。
2015-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric control of the giant Rashba spin orbit coupling in GeTe(111)/InP(111) superlattice
GeTe由于其巨大的体Rashba自旋轨道耦合（SOC）而赢得了新的研究兴趣，并成为新的多功能材料之父，即，铁电Rashba半导体本文采用第一性原理计算研究了铁电半导体超晶格GeTe（111）/InP（111）界面上的Rashba SOC。揭示了界面电场和铁电场对Rashba SOC的贡献。一个大的调制Rashba SOC和反转的自旋极化是通过切换铁电极化。GeTe（111）/InP（111）超晶格的研究对于铁电Rashba半导体在自旋场效应晶体管中的应用具有重要意义。
2017-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
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
Current induced switching in Mn2Au from first principles
人们已经确定，某些反铁磁体可以通过电的方式进行开关，但人们对内尔-自旋-轨道力矩和热激活的相互作用知之甚少。结合从头计算和原子自旋动力学模拟，我们发展了一个多尺度模型来研究Mn 2Au中的电流诱导开关。我们从第一性原理计算的强度和方向的电感应磁矩，所造成的Rashba-Edelstein效应，并考虑到这些在原子自旋动力学模拟。我们的模拟揭示了切换路径以及切换的时间尺度。然而，诱导力矩的大小不足以导致完全确定性的开关。相反，我们发现，需要一定程度的热激活，以帮助克服相关的能量障碍。
2022-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit Torque and Magnetization Switching in 2D Ferromagnetic Devices
National Central University（中央大学）；McGill University（麦吉尔大学）
通过第一性原理计算研究范德华异质双层Cr3Te4/PtTe2中的非平衡自旋转矩，发现局域自旋感应产生类场转矩主导面内磁各向异性体系的翻转电流，并强调优化NM层自旋霍尔效应和FM层Rashba效应分别对垂直和面内磁各向异性翻转的重要性。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbitally Dominated Rashba-Edelstein Effect in Noncentrosymmetric Antiferromagnets
研究提出广义Rashba-Edelstein效应，在非中心对称反铁磁体CuMnAs和Mn2Au中同时产生自旋与轨道极化，发现轨道效应不依赖自旋-轨道耦合且对磁化动力学至关重要，并证实高频电场驱动磁化切换的可行性。
2019-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Reversible magnetic switching of high-spin molecules on a giant Rashba surface
通过传导电子对自旋的量子力学屏蔽敏感地依赖于磁性杂质所看到的环境。用金属络合物可以获得高度的响应性，因为将金属离子嵌入有机分子中防止了嵌入或合金化，并允许通过适当选择配体进行良好的控制。因此，有希望达到“按需”控制的自旋状态的单分子吸附在基板上。其中一条途径是依赖于具有内在双稳性的“可转换”分子，这些分子由外部刺激（如温度或光）触发，或者依赖于化学品的受控剂量以形成可逆键。然而，这些方法将功能性限制于可切换分子或取决于对原子或分子的访问。在这里，我们提出了一种方法来诱导双稳态也在平面分子利用环境。我们发现，由Rashba系统BiAg $_2$的反相边界提供的特定“栖息地”稳定了锰酞菁分子的第二结构，其中中心Mn离子移出分子平面。这对应于大磁矩的形成和相对于常规吸附位点的基态的伴随变化。这里发现的可逆自旋开关表明，我们不仅可以通过基底重新排列电子能级或提升轨道简并，甚至可以通过作用于周围环境来改变单分子中多体相互作用的影响。
2018-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Hall effect in prototype Rashba ferroelectrics GeTe and SnTe
铁电Rashba半导体（FERSC）是近年来新兴的一类自旋电子学材料。自旋和极性自由度之间的特殊耦合导致了一些特殊的性质，包括Rashba自旋织构的铁电切换，这表明电子的自旋可以仅通过使用电场来控制。在这方面，最近的实验研究揭示了两个原型的FERSC，碲化锗和碲化锡的电荷到自旋的相互转换现象，出现非常相关。在这里，我们采用密度泛函理论计算，研究自旋霍尔效应（SHE）在这些材料中，并表明它可以是大的铁电或顺电结构。我们进一步探讨了在半导体中实际实现SHE所需的掺杂与确定FERSC中Rashba相关现象的极性畸变之间的兼容性，但自由载流子可以抑制这种兼容性。基于对这些材料中驱动铁电性的孤对电子的分析，我们发现GeTe中的极性位移可以持续到超过$\sim 10^{21}$ /cm $^{3}$的临界空穴浓度，而SnTe中的微小畸变在最小掺杂水平下消失。最后，我们估计了掺杂结构的自旋霍尔角，并证明了自旋霍尔效应确实可以在极性相中实现。我们相信，自旋霍尔效应、Rashba自旋织构和铁电性共存于一种材料的证实，将有助于设计新型的无磁场工作的多功能自旋电子学器件。
2019-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Cooperative response of Pb(ZrTi)O$_3$ nanoparticles to curled electric fields
利用基于第一性原理的有效哈密顿量和有限温度蒙特卡罗模拟，研究了卷曲电场作用下零维Pb（Zr $_{0.5}$ Ti $_{0.5}$）O $_3$纳米粒子的协同响应以及涡旋开关的微观机制.我们发现，普遍接受的域共存机制是无效的环形开关。相反，偶极子显示出不寻常的集体行为，形成一个新的漩涡垂直（但不是相反）的环矩。新的和原来的涡之间的强相关性被揭示为逆转环矩的关键。对令人困惑的集体反应的微观见解进行了讨论。基于我们的发现，我们进一步描述了一种技术方法，该方法能够大幅降低涡旋切换所需的卷曲电场的大小。
2008-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Current-driven spin orbit field in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
我们在LaAlO_3/SrTiO_3（LAO/STO）准二维电子气（2DEG）系统中发现了电流可调的Rashba自旋轨道相互作用.各向异性磁阻（AMR）测量用于检测和理解电流感应的Rashba场。有效Rashba场与电流成比例，并且对于200 uA的直流电流观察到2.35 T的值。结果表明，LAO/STO异质结构可以被认为是基于自旋轨道力矩的磁化翻转。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anatomy of spin-orbit-torque-assisted magnetization dynamics in Co/Pt bilayers: Importance of the orbital torque
本研究结合第一性原理计算与原子尺度自旋动力学模拟，定量分析Pt/Co双层膜中的自旋与轨道矩，揭示被忽视的诱导轨道矩及界面Pt矩对磁化翻转的关键作用。
2025-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Inverse Edelstein Effect in Rashba-Split 2DEG between SrTiO3 and LaAlO3 at Room Temperature
Rashba物理在自旋轨道电子学领域得到了深入的研究，目的是寻找新的物理性质和FM磁化开关的技术应用。在这里，我们报告的观察逆Edelstein效应的Rashba分裂2DEG之间的两个绝缘氧化物SrTiO 3和LaAlO3的LaAlO3层厚度从3到40个单位电池（UC）的室温。我们进一步证明，自旋电压可以显着操纵的电场效应之间的SrTiO 3和3 UC LaAlO 3的2DEG。这些结果表明，在复合氧化物界面处的Rashba分裂2DEG可以用于室温有效的电荷和自旋转换，用于自旋电流的产生和检测。
2017-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field control of the perpendicular magnetization switching in ferroelectric/ferrimagnet heterostructures
本研究通过操纵PZT/CoGd异质结构中电场驱动的极化，利用界面氧离子迁移调制Co/Gd亚晶格相对磁化，实现了亚铁磁体垂直净磁化的非易失性翻转，为低功耗自旋电子器件提供了新方法。
2024-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric switching control of spin current in graphene proximitized by In$_2$Se$_3$
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院信息学研究所）；Faculty of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理学院）；Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice（科希策帕沃尔·约瑟夫·沙法里克大学物理研究所）；Institute of Physics, University of Silesia in Katowice（卡托维兹西里西亚大学物理研究所）；Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院实验物理研究所）；New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（西波希米亚大学新技术研究中心）
铁电开关调控石墨烯中近邻的自旋电流，通过计算揭示其自旋纹理特性，为自旋电子器件发展提供新方法。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-Enforced Ferroelectric Switching of Two-Dimensional Altermagnetism
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
提出通过三明治结构实现二维交变磁性的铁电翻转，利用铁电层破坏对称性诱导交变磁分裂，并通过反转极化翻转自旋分裂模式，在In2Se3/MnPTe3/In2Se3中验证，实现电学调控反常霍尔效应。
2026-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-dictated switching of antiferromagnetic magnon transport in 2D multiferroics
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
研究通过多铁性与磁子几何相位耦合，实现反铁磁磁子传输的非易失切换，揭示了磁子 Berry 曲率调控机制。
2026-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of perpendicular magnetization in L10 FePt single layer
磁化的电气操纵对于将磁存储器和磁逻辑器件等磁功能集成到电子电路中至关重要。重金属/铁磁体（HM/FM）双层膜中的电流感生自旋轨道矩（SOT）通过HM中的自旋霍尔效应和/或界面处的Rashba效应提供了一种有效的方式来切换磁化。同时，电流感生SOT也被用于切换单层中的面内磁化，例如铁磁半导体（Ga，Mn）As和反铁磁金属CuMnAs，其具有全局或局部破缺的反转对称性。在这里，我们证明了电流感应垂直磁化翻转在L10 FePt单层。在L10 FePt中，电流感生的自旋轨道有效场随着化学有序参数（S）的增加而增加。在20 nm的FePt膜与高S，我们观察到一个大的电荷-自旋转换效率和开关电流密度低至7.0E6 A/cm 2。我们期望我们的研究结果可以激发块体垂直磁各向异性材料的自旋轨道转矩的探索和在单个FM层中高效的垂直磁化翻转的应用。
2018-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Chirped Floquet linear drives activate forbidden charge-to-spin conversions in Rashba two-dimensional electron gases
Georgetown University（乔治城大学）
研究提出啁啾弗洛凯线性驱动方法，通过诱导面内弗洛凯-塞曼场和奇偶性动量漂移，打破旋转和时间反演对称性，激活Rashba二维电子气中被禁止的电荷到自旋转换，为自旋轨道转矩切换等提供途径。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room-temperature ferroelectric switching of spin-to-charge conversion in GeTe
自20世纪90年代诞生以来，半导体自旋电子学与作为自旋源的铁磁体的兼容性很差。虽然某些半导体的破缺反转对称性可替代地允许自旋-电荷相互转换，但其通过电场的控制是不稳定的。铁电Rashba半导体是一种吸引人的材料，具有铁电性赋予的磁性、大的自旋轨道耦合和非挥发性。然而，它们在自旋电子学方面的潜力却很少被探索。在这里，我们展示了非易失性，铁电控制的自旋电荷转换在室温下在外延碲化锗薄膜。我们表明，铁电开关的电选通是可能的GeTe，尽管它的高载流子密度。我们揭示了一个自旋到电荷的转换有效的Pt，但其符号是由铁电极化的方向控制。理论和实验数据的比较表明，自旋霍尔效应在开关转换中起着重要作用。这些结果开辟了一条将自旋逻辑和存储器集成到硅兼容材料中的器件路线。
2021-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic Modelling of the Heat Assisted Switching Process in high Anisotropy FePt Granular Thin Films
对辅助磁开关的动态过程进行了数值模拟，研究了相关物理过程。该模型采用Voronoi构造来确定纳米颗粒薄膜记录介质的物理结构，并求解Landau-Lifshitz-Bloch（LLB）方程来随时间演化磁系统。在峰值系统温度的范围内并且对于多个各向异性值确定磁化的减少。结果表明，HAMR过程不是简单的热还原能垒上的磁化反转。为了实现完全磁化反转（对于所有研究的各向异性），需要至少6 kOe的外加场强，并且峰值系统温度必须至少达到居里点（Tc）。当加热到Tc时，与每个晶粒相关联的磁化被破坏，这引起非进动线性反转模式。通过这种线性反转模式反转磁化是有利的，因为反转时间比与进动相关联的时间小两个数量级。在这些条件下，随着温度降低到环境温度，磁化在所施加的场的方向上恢复，完成反转过程。此外，该模型产生的结果是一致的概念，热写入;当加热介质的Tc，较小的晶粒需要一个较大的场强反转磁化。
2019-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Switching of Perpendicularly Polarized Nanomagnets with Spin Orbit Torque without an External Magnetic Field by Engineering a Tilted Anisotropy
自旋轨道力矩（SOT）提供了一种有效的方式产生自旋电流，有望显着降低开关纳米磁体所需的电流。然而，由于对称性原因，面内电流生成的SOT不能确定性地切换垂直极化的磁体。另一方面，对于高密度数据存储应用，垂直极化磁体优于面内磁体，因为它们在超尺度尺寸中具有显著更大的热稳定性。在这里，我们表明，它是可能的开关垂直极化的磁铁SOT，而不需要一个外部磁场。这是通过设计磁体中的各向异性来实现的，使得磁易轴稍微倾斜远离膜法线。这种倾斜的各向异性打破了问题的对称性，并使确定性地切换磁体成为可能。使用一个简单的Ta/CoFeB/MgO/Ta异质结，我们证明了可逆的磁化切换通过反转所施加的电流的极性。该演示提出了一种新的方法来控制纳米磁体与自旋轨道扭矩。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Linear Enhancement of Spin-Orbit Torques and Absence of Bulk Rashba-Type Spin Splitting in Perpendicularly Magnetized [Pt/Co/W]n Superlattices
本文开发了可溅射沉积于商用氧化硅衬底的[Pt/Co/W]n超晶格，其SOT随n线性增强并在n=12时达到巨值，证明SOT主要源于自旋霍尔效应而非体Rashba效应，并实现了低电流密度下的确定性磁化翻转，为高性能自旋电子存储与计算提供了有力候选材料。
2024-12-24 cond-mat.mtrl-sci
A Dual-Gate Altermagnetic Tunnel Junction Based on Bilayer Cr$_{2}$SeO
State Key Laboratory of Powder Metallurgy, and Powder Metallurgy Research Institute, Central South University（中南大学粉末冶金研究院）
该研究通过双门控交替磁隧道结实现高隧道磁阻比，展示了全电控交替磁器件在自旋电子学中的应用前景。
2026-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torque in Pt/CoNiCo/Pt symmetric devices
通过自旋轨道转矩的电流感生磁化切换提供了在重金属/铁磁体（FM）多层系统中写入信息的能量有效的手段。类场转矩和类阻尼转矩对电流引起的磁化翻转的相对贡献仍有争议。在这里，我们描述了一种基于对称Pt/FM/Pt结构的器件，在该器件中，我们展示了来自自旋霍尔效应的强阻尼类扭矩和来自Rashba效应的不可测量的类场扭矩。由于自旋霍尔效应的自旋-轨道有效场进行了定量研究，并被发现是一致的开关有效场后，占开关电流减少，由于热波动的电流脉冲。揭示了平均Mz的确定性开关与面内磁场的非线性关系，这可以通过微磁学模拟来解释和理解。
2015-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torques in a Rashba honeycomb antiferromagnet
近年来，利用电流脉冲实现反铁磁畴反转的实验引起了人们对反铁磁体自旋轨道力矩的广泛关注。在这项工作中，我们采用紧束缚模型求解器，kwant，计算的自旋轨道力矩在一个蜂窝晶格上的二维反铁磁体与强自旋轨道相互作用的Rashba型。我们的模型结合了自旋-轨道相互作用，局部s-d-like交换，以及传导电子在原位无序势上的散射，提供了一个角动量弛豫的微观机制。我们考虑两个版本的模型：一个保存和一个破碎的子晶格对称性。一个非平衡交错极化，这是所谓的尼尔自旋轨道扭矩负责，示出消失相同的对称模型，但可能会成为有限的，如果亚晶格对称性被打破。类似地，反阻尼自旋轨道力矩在对称模型中消失，但在亚晶格对称性破缺的模型中变为有限和各向异性。正如预期的那样，反阻尼扭矩也揭示了相当大的依赖于杂质浓度。我们的数值分析也证实了自旋轨道力矩的对称性分类和由于电子动量的面内限制而导致的强力矩各向异性。
2019-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analysis of electric-field-induced spin splitting in wide modulation-doped quantum wells
我们在包络函数近似的框架下分析了电场诱导自旋分裂的正确包含。我们认为，Rashba效应应包括在一个多频带的方法，而不是常用的Rashba长期依赖于k和电场的对角项的宏观势的形式。指出子带中电场的期望值有时并不唯一，因为对于自旋分裂的子带分量，期望值甚至可以具有相反的符号。讨论了具有Dresselhaus项的对称量子阱以及界面对自旋分裂的影响。我们采用了一个行之有效的多频带的方法，以广泛的调制掺杂的InGaSb量子阱与强内置电场的界面区域。我们展示了一个有效的机制，用于开关的Rashba分裂的电场是一个数量级小于本地内置的字段，确定的Rashba分裂。我们的研究结果的影响，自旋电子器件，特别是Datta-Das自旋晶体管和建议的修改，进行了讨论。
2008-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Current-Controlled Magnetization Reversal in the Ferromagnetic Semiconductor (Ga,Mn)As
研究了电流对铁磁半导体（Ga，Mn）As霍尔栅器件中自旋轨道耦合磁化翻转的控制。电流控制的磁化切换的效率被发现是敏感的电流相对于晶轴的取向。自旋-轨道有效磁场对电流方向和大小的依赖性由磁化转换角的变化确定。我们发现，应变引起的有效磁场是我们的GaMnAs器件中Rashba引起的磁场的三倍。
2013-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Hall effect assisted field-free perpendicular magnetization switching
本文提出利用Mo底层的强轨道霍尔效应及轨道—自旋转换放大平面内类阻尼转矩，在Co/PtGd器件中实现无需外磁场的垂直磁化确定性翻转。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intertwined Hyperferroelectricity, Tunable Multiple Topological Phases and Giant Rashba Effect in Wurtzite LiZnAs
通过第一性原理计算，研究揭示了纤锌矿 LiZnAs 中交织的超铁电性、双轴应变诱导的可调多重拓扑相及巨型 Rashba 效应，并发现极化翻转可引起自旋织构反转，为自旋电子学应用提供了新机制。
2025-11-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ferri-chiral compounds with potentially switchable Dresselhaus spin split-ting
在没有反转对称性的材料中，相对论自旋轨道相互作用可以引起能带的自旋劈裂。极性空间群的对称性允许Rashba（R-1）自旋分裂和动量空间中的螺旋自旋织构，这在通过外加电场切换铁电极化时可以逆转，而普通的Dresselhaus效应（D-1A）仅在具有非极性非中心对称晶体类且原子仅占据非极性晶格位置的材料中才起作用。因此，由D-1A诱导的自旋-动量锁定不是电场可切换的。另一种类型的Dresselhaus对称性，称为D-1B，表现出类似于D-1A的晶体类约束（所有偶极子加起来为零），但与D-1A不同，至少有一个极性位置被占据。我们发现这种行为存在于一类亚铁手征晶体中，原则上，当手征性改变时，这种行为可以逆转。专注于碱金属硫属化物，我们确定NaCu 5S 3的nonentiamorphic亚铁手性结构，表现出CuS 3手性单位不同的幅度，他们的铜位移。然后我们合成了NaCu 5S 3（空间群P6322），并通过X射线粉末衍射证实了它的亚铁手性结构。我们的电子结构计算表明，它表现出D-1B自旋分裂以及亚铁手性相变，揭示自旋分裂的手性依赖。我们的电子结构计算表明，百分之几的双轴拉伸应变可以降低（或几乎淬灭）的开关势垒分离的单畴亚铁手性P6322状态。我们讨论了什么类型的外部刺激可能会切换的手征，以扭转（非螺旋）Dresselhaus D-1B自旋纹理，提供了一种替代传统的逆转（螺旋）Rashba…
2020-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Slow-phonon control of spin Edelstein effect in Rashba $d$-wave altermagnets
Georgetown University（乔治城大学）；Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
研究慢声子如何影响二维 d-波铁磁体中自旋极化，发现声子耦合可抑制自旋极化，通过能带内和跨带通道，揭示铁磁体对自旋极化的调控机制，对自旋电子学应用具有重要意义。
2026-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Switching of Charge-Current-Induced Spin Polarization in the Topological Insulator BiSbTeSe2
电荷电流诱导自旋极化是拓扑绝缘体在自旋电子学中应用的一个关键性质。然而，拓扑表面状态预计只会产生一种类型的自旋极化为一个给定的电流方向，这一直是自旋操纵的限制因素。在这里，我们报告说，在基于体绝缘拓扑绝缘体BiSbTeSe 2的设备中，观察到一个意想不到的自旋极化开关时，改变化学势。在重电子掺杂的设备中检测到预期的自旋极化的拓扑表面状态，而相反的极化可重复地观察到低载流子密度的设备。我们建议，后一种类型的自旋极化源于拓扑平凡的二维状态与一个大的Rashba自旋分裂，这是由一个强大的带弯曲的BiSbTeSe 2的表面下的铁磁电极用作自旋检测器。这一发现为在未来的拓扑自旋电子器件中实现“自旋晶体管”操作铺平了道路。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable spin textures in polar antiferromagnetic hybrid organic inorganic perovskites by electric and magnetic fields
有机-无机杂化钙钛矿（HOIPs）材料作为新型光电子器件的潜在应用受到了广泛关注。值得注意的是，Rashba带分裂，以及k空间中的特定自旋取向（即，自旋织构）与光电性能有关。本文利用第一性原理计算和对称性分析，研究了反铁磁HOIP铁电体TMCM_MnCl_3（TMCM =（CH_3）_3 NCH_2Cl，trimethylchloromethyl ammonium）的电极化的强度、磁性和自旋织构性质.这种最近合成的化合物是有序无序和位移型铁电体的原型，具有大的压电响应、高的铁电转变温度和优异的光致发光特性[You等人，Science 357，306（2017）]。最有趣的结果是，反转对称性破缺耦合到自旋轨道耦合引起的拉什巴带分裂和相关的强大的持续自旋织构（PST）和/或典型的螺旋自旋织构，这可以通过调整铁电体或，令人惊讶的是，也由AFM磁序参量操纵。在AFM序参量切换时自旋织构的可调性在很大程度上是未开发的，我们的研究结果不仅提供了一个平台，以了解AFM自旋织构的物理，但也支持AFM HOIP铁电体作为一类有前途的光电材料。
2020-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Novel magnetic-field-free switching behavior in vdW-magnet/oxide heterostructure
本文首次将范德华磁体Fe3GeTe2与氧化物SrTiO3结合，利用Rashba界面累积自旋的进动产生面外自旋极化，实现了无需外磁场的新型磁化翻转机制。
2025-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
Controllable nonreciprocal optical response and handedness-switching in magnetized spin orbit coupled graphene
从低能有效哈密顿模型出发，理论计算了具有Rashba自旋轨道耦合（SOC）的磁化石墨烯层的动态光学电导率和介电常数张量.我们的结果揭示了横向霍尔电导率与通常的非互易纵向电导率。进一步的分析表明，对于中间磁化强度，磁化强度和SOC的相对幅度可以通过实验确定的两个分离的峰值在动态光学响应（纵向和横向分量）作为光子频率的函数。此外，频率依赖的介电常数张量得到了广泛的化学势和磁化强度。采用实验现实的参数值，我们计算的圆二色性的磁化自旋轨道耦合石墨烯和介电绝缘体层组成的代表性设备，由金属板支持。结果表明，该器件对右旋和左旋圆偏振电磁波具有不同的相对吸收率。据发现，磁化的自旋轨道耦合的石墨烯支持强大的旋向性开关，有效地控制通过改变化学势和磁化强度相对于SOC强度。
2022-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Topological phase transition driven by in-plane spin rotation
School of Materials Science and Physics, China University of Mining and Technology（中国矿业大学材料科学与物理学院）
提出通过连续面内自旋旋转可逆切换拓扑态，基于磁点群对称性约束贝里曲率分布，在二维kagome铁磁陈绝缘体中实现60°旋转翻转陈数符号，并验证超低场超快操作。
2026-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Out-of-plane carrier spin in transition-metal dichalcogenides under electric current
在由铁磁体和重金属组成的多层膜中，由于Rashba自旋-轨道耦合作用，外加电流诱导出面内载流子自旋，而不存在面外分量。通过对称性论证和第一性原理计算，我们提出了铁磁过渡金属双硫族化合物单层膜中可以出现离面载流子自旋。单层中的固有自旋-轨道耦合提供谷对比塞曼型自旋分裂以产生垂直诱导自旋。可以利用电流方向来调整诱导自旋，并伴有谷极化。奇异的自旋积累为垂直磁化翻转和谷的电控制铺平了道路。
2019-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak valley-layer coupling and valley polarization in centrosymmetric $\mathrm{FeCl_2}$ monolayer
本文通过第一性原理计算发现中心对称 $\mathrm{FeCl_2}$ 单层存在弱谷层耦合，可通过磁化和电场方向操控实现谷极化切换，且双层结构无需电场即可自发谷极化，为材料识别与调控提供指导。
2025-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Spin-Orbit Torque in Cr-based Janus Transition Metal Dichalcogenides
研究Cr基Janus过渡金属硫族化物的巨自旋轨道力矩，发现其因结构反演对称性破缺产生巨大Rashba劈裂，SOT性能优异且支持无场垂直磁化翻转，是SOT-MRAM器件的理想候选。
2024-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of the Curie Temperature in Ferromagnetic/Ferroelectric Hybrid Double Quantum Wells
提出了一种铁磁/铁电混合双量子阱结构，并研究了这种量子阱结构中居里温度（Tc）的调制。研究了由Mn δ掺杂阱、势垒和p型铁电阱组成的系统中外加电场和自发电极化的强度的综合作用。我们计算了载流子在最低能量子带的包络函数的变化，这是由于外加电场和偶极极化的切换造成的。通过反转退极化场，我们可以在固定的外加电场下获得铁磁量子阱的两个不同的铁磁转变温度。居里温度强烈地依赖于Mn δ掺杂层的位置和铁电阱的极化强度。
2006-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient two-color Floquet control of the RKKY interaction in altermagnets
Georgetown University（乔治城大学）；University of Florence（佛罗伦萨大学）
本研究通过双色激光驱动高效调控交替磁体中的RKKY相互作用，实现对Heisenberg、Ising和DM相互作用的可调开关。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
