Spin Swapping for an Exchange Magnon Spin Current
提出在垂直磁化铁磁介质中通过界面交换耦合实现交换磁振子自旋流的自旋交换效应，产生微伏级逆自旋霍尔电压，区别于反铁磁体中的 Dzyaloshinskii-Moriya 机制。
2023-06-30 cond-mat.mes-hall
High-Efficiency Cooper-Pair Splitter in Quantum Anomalous Hall Insulator Proximity-Coupled with Superconductor
两个量子比特之间的量子纠缠对于量子通信的应用是至关重要的。在实验上实现了光子的纠缠之后，人们开始致力于在固态系统中利用纠缠电子。在这里，我们提出了一个库珀对分裂器，它可以产生空间分离，但纠缠的电子，在量子反常霍尔绝缘体邻近耦合的超导体。在与超导体耦合后，量子反常霍尔绝缘体的手征边缘态仍然可以存活，使得背散射成为不可能。因此，局部Andreev反射变为消失，而交叉Andreev反射在散射过程中变为主导。这表明，我们的设备可以作为一个非常高效率的库珀对分裂。此外，由于手性特征，我们的库珀对分离器对无序具有鲁棒性，并且可以在广泛的系统参数范围内工作。特别地，即使系统长度超过超导相干长度，它仍然可以起作用。
2015-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant transition-state enhancement of quasiparticle spin-Hall effect in an exchange-spin-split superconductor detected by non-local magnon spin-transport
虽然最近的实验和理论已经表明了各种奇异的输运性质的非平衡准粒子（QP）在超导（SC）为基础的设备与塞曼或交换自旋分裂，如何QP与磁振子自旋电流的相互作用仍然是难以捉摸的。这里，使用非局域磁振子自旋输运器件，其中在亚铁磁绝缘体顶部的单线态SC（Nb）（Y_3Fe_5O_（12））作为磁振子自旋探测器，我们证明了在这种交换自旋分裂SC中，通过逆自旋霍尔效应（iSHE）将磁振子自旋转换为QP电荷的效率比正常态提高了3个数量级，特别是当其界面超导能隙与磁振子自旋积累相匹配时。通过系统的测量与不同的电流密度和SC厚度，我们确定超导相干峰和交换自旋分裂的QP态密度，产生更大的自旋激发，同时保持适度的QP电荷不平衡松弛，负责巨大的QP iSHE。后者交换场修改QP松弛实验证明了空间分辨测量与不同的分离的电接触的自旋分裂Nb。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux flow spin Hall effect in type-II superconductors with spin-splitting field
我们预言了第二类超导体中的极大自旋霍尔效应，其机制与以前已知的机制截然不同。我们发现，在磁通流区的自旋输运的自旋极化Abrikosov涡的作用下的洛伦兹力的作用下，在垂直于所施加的电流的方向上。由于大的涡旋速度的自旋霍尔角可以是基于高场超导体或最近开发的超导体/铁磁绝缘体邻近结构的现实系统中的统一的顺序。提出了一种基于运动涡旋晶格周期结构的高频纯自旋电流发生器的实现方法。我们发现了运动涡旋产生的电荷不平衡和自旋积累的模式，这些模式可以用于单个涡旋运动的电学检测。基于注入自旋电流时驱动力作用于涡旋，导致横向电压的产生，提出了逆磁通流自旋霍尔效应的新机制。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron spin polarization induced by spin Hall effect in semiconductors with a linear in the momentum spin-orbit splitting of conduction band
结果表明，自旋霍尔效应使半导体中的电子产生均匀的自旋极化，导带的动量自旋分裂呈线性。反过来，即使在没有外部磁场的情况下，在样品边缘处积累的非均匀自旋极化的轮廓也在空间中振荡。
2005-08-05 cond-mat.mes-hall
Spin-splitting in the quantum Hall effect of disordered GaAs layers with strong overlap of the spin subbands
对角电导G_{xx}和导数的绝对值最小|dG_{xy} /dB|在霍尔电导值G_{xy} =e^{2}/h时，在电子迁移率为2000 cm ^2/Vs的重掺Si GaAs层的量子霍尔效应中观察到自旋分裂，尽管自旋分裂远小于能级展宽。实验结果可以在量子霍尔效应的标度理论的框架内解释，该理论独立地应用于两个自旋子带中的每一个。
2004-05-11 cond-mat.mes-hall
Manifestation of the Exchange Enhancement of the Valley Splitting in the Quantum Hall Effect Regime
本文报道了一种新的硅金属氧化物半导体场效应晶体管在量子霍尔效应下的霍尔电阻R_{xy}的“下沉”效应。随着磁场的增加，霍尔电阻从朗道填充因子ν=6的平台直接移动到ν=4的平台，跳过ν=5的平台。然而，当填充因子接近ν=5时，霍尔电阻急剧“下降”到ν=5平台的特征值1/5（h/e^2），然后返回到1/4（h/e^2）。这被解释为当费米能级位于两个相邻的谷分裂朗道带的中间且扩展态的位置不对称时，谷分裂的振荡交换增强的表现。
2006-02-16 cond-mat.mes-hall
Strain-induced enhancement of electric quadrupole splitting in resistively detected nuclear magnetic resonance spectrum in quantum Hall systems
利用量子霍尔效应的击穿效应，研究了GaAs/AlGaAs异质结中四极分裂核自旋态的电相干操纵.通过对异质结构施加外部应力，有意地增强了核自旋能级的电四极分裂。得到了三重峰清晰分离的核磁共振谱，并观察到核自旋能级之间的拉比振荡。比较了四极分裂增强前后自旋回波信号的衰减情况。
2009-12-22 cond-mat.mes-hall
Effect of quantum Hall edge strips on valley splitting in silicon quantum wells
我们确定的能量分裂的导带谷的二维电子局限于低无序硅量子阱。我们探测谷分裂依赖于两个垂直磁场$B$和霍尔密度进行激活能测量在量子霍尔制度在很大范围内的填充因子。谷分裂能级的迁移率间隙随$B$线性增加，并且显著地与霍尔密度无关。的数据是一致的运输模型，其中谷分裂依赖于增量变化的密度$eB/h$跨量子霍尔边缘带，而不是体积密度。基于这些结果，我们估计，谷分裂增加的密度在116 $μ$ eV/10 $^{11}$ cm $^{-2}$，与理论预测接近完美的量子阱顶部接口。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Splitting of Long-Wavelength Modes of the Fractional Quantum Hall Liquid at $ν=1/3$
在$ν=1/3$上进行的共振非弹性光散射实验揭示了准粒子激发低能谱中长波长模在电荷自由度上的一种新的分裂。我们发现一个单峰在小的波矢量分裂成两个不同的模式在较大的波矢量。在小波矢处定义良好的色散行为的证据表明量子流体在微米长度尺度上的相干性。我们评估的电子液体的长波长模式的解释。
2005-09-04 cond-mat.mes-hall
Spin Splitting Induced by a Competition between Quantum Spin Hall Edge States and Valley Edge States
具有晶格变形的应变石墨烯已被证明会产生大的赝磁场并具有许多奇异的性质。在这里，我们提出了一种非磁性的方法来实现动量依赖的平面外自旋分裂的应变石墨烯纳米带与适度的自旋轨道耦合。这种独特的自旋劈裂区别于著名的塞曼型自旋劈裂和Rashba型自旋劈裂。我们的分析表明，量子自旋霍尔边态和谷边态之间的竞争导致了独特的自旋分裂。在纳米晶体的一个边缘处的量子自旋霍尔态被伪磁场诱导的反向传播边缘模式抑制。在相反的边缘，量子自旋霍尔态根本不受影响。因此，相反自旋取向的简并量子自旋霍尔态，其在纳米线的两个相对边缘处传播，被提升。这一结果揭示了一种操纵电子自旋自由度的新方法。
2013-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of Zeeman spin splitting on the modular symmetry in the quantum Hall effect
研究了在自旋塞曼分裂产生成对朗道带的情况下，整数量子霍尔效应中的磁场诱导相变。通过研究模对称性的特征，我们发现在成对朗道带之间的耦合下，应该考虑对粒子-空穴变换的修改。我们的研究表明，这样的转换时，塞曼间隙是远远小于回旋加速器的间隙，或当这两个间隙是可比的，应修改。
2005-08-24 cond-mat.mes-hall
Environmentally induced Quantum Dynamical Phase Transition in the spin swapping operation
量子信息处理依赖于相干量子动力学来精确控制其基本操作。双自旋系统中的交换门交换简并态|+，->和|-,+>.在NMR中，这是通过打开和关闭自旋-自旋相互作用b=ΔE来实现的，该相互作用使能级分裂并引起具有固有频率ΔE/ \hbar的振荡。强度\hbar /τ_{SE}与相邻自旋的环境的相互作用在退相干时间尺度τ_n内降低了这种振荡。虽然实验频率ω和退相干时间τ_ε分别与b/ \hbar和τ_{SE}成正比，但我们给出的实验表明ω和τ_ε都有很大的偏差。通过求解多自旋动力学方程，证明了交换区限制在ΔE τ_{SE} > \hbar .超过与环境的临界相互作用，交换冻结，退相干速率下降为1/τ_PDMATHABMN（b/ \hbar）^2 τ_{SE}。当ω \propto \sqrt{(b/\hbar)^{2}-(k/τ_{SE})^2}变为虚的，类似于过阻尼的经典振子时，量子动力学相位之间的跃迁发生。在这里，0<k^2<1仅取决于系统-环境相互作用的各向异性，对于各向同性为0，对于XY相互作用为1。这种由量子芝诺效应主导的阶段的关键开始为控制量子动力学提供了新的机会。
2006-05-18 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.chem-ph
Edge State Tunneling in a Split Hall Bar Model
本文引入并研究了一个手征一维电子模型的关联函数，该模型用于定性地描述被可穿透势垒分为左右两部分的窄霍尔条。该模型有两个参数，分别表示霍尔条的顶部和底部边缘之间的相互作用和势垒的相对侧上的边缘之间的相互作用。我们发现，隧穿过程的标度尺寸依赖于相互作用的相对强度，与排斥的相互作用在霍尔酒吧倾向于使突破无关的障碍。该模型可以解析求解，其特征在于偶数和奇数傅立叶分量的动态之间的差异。我们解决它的实验相关性，通过比较其预测与一个更现实的几何模型，必须解决数值。
2007-02-01 cond-mat.mes-hall
The spin-split incompressible edge states within empirical Hartree approximation at intermediately large Hall samples
本文采用自洽的T-Fermi-Poisson方法计算了自旋分辨的不可压缩带。交换和相关性的影响是由经验引起的g因子。局部版本的欧姆定律描述了所施加的固定电流，其中该模型的差异通过相关的空间平均过程来解决。纵向电阻作为垂直（强）磁场在填充因子一和两个平台的函数。IS和纵向零点之间的相互关系被明确示出。
2007-07-08 cond-mat.mes-hall
Exceptionally large anomalous Hall effect due to anticrossing of spin-split bands in the antiferromagnetic half-Heusler compound TbPtBi
我们研究了半Heusler化合物TbPtBi的磁输运性质和拓扑电子结构。我们的实验揭示了TbPtBi的倾斜反铁磁态具有异常大的反常霍尔效应（AHE），反常霍尔角（AHA）达到~0.68-0.76，比GdPtBi的反常霍尔角（AHA）大几倍。第一性原理的电子结构和相关的异常霍尔电导率进行了计算，以解释实验结果。我们的分析表明，TbPtBi中的AHE不起源于外尔点，但它是由TbPtBi中费米能级附近的自旋分裂带的反交叉产生的大净Berry曲率驱动的。
2020-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
An experimental study on $Γ$(2) modular symmetry in the quantum Hall system with a small spin-splitting
用二维电子AlGaAs/GaAs系统研究了磁场诱导的相变。温度驱动流程图显示了$Γ$（2）模块对称性的特征，包括变形流线和偏移临界点。临界电导率的偏差归因于一个小的，但解决自旋分裂，这降低了朗道量子化的对称性。[B. P. Dolan，Phys.Rev.B62，10278.]在模对称约化下，发现了普适标度。同时还表明，当电导率的周期律和标度律失效时，霍尔电导率仍然可以由标度律控制。* 对应的author:yhchang@phys.ntu.edu.tw
2006-12-26 cond-mat.mes-hall
Spin-valley-coupled quantum spin Hall insulator with topological Rashba-splitting edge states in Janus monolayer $\mathrm{CSb_{1.5}Bi_{1.5}}$
利用拓扑绝缘相实现自旋极化态和谷极化态的结合，对于促进拓扑物理、自旋电子学和谷电子学的奇妙结合具有重要意义。本文在Janus单层$\mathrm{CSb_{1.5}Bi_{1.5}}$中预测了自旋谷耦合量子自旋霍尔绝缘体（svc-QSHI）的动态、机械和热稳定性。不等价的谷具有相反的Berry曲率和自旋矩，这可以产生自旋谷霍尔效应。在布里渊区中心，由于缺少水平镜像对称性，可以观察到Rashba型自旋分裂。此外，单层$\mathrm{CSb_{1.5}Bi_{1.5}}$显示出独特的Rashba分裂边缘状态。在广义梯度近似（GGA）水平下，谷点处的能带隙和自旋分裂都大于室温下的热能（25 meV），这对于室温下的器件应用是非常重要的。证明了自旋谷耦合和非平凡量子自旋霍尔（QSH）态是鲁棒的双轴应变。我们的工作为实现拓扑物理、自旋电子学和谷电子学的集成提供了一个新的平台。
2021-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Pumping and Nuclear Polarization in the Integer Quantum Hall Regime
我们研究了填充因子为$ν= 2$（最低朗道能级的2个自旋分裂能级）的量子霍尔机制中的二维电子气中的电荷泵。对于匹配塞曼能量分裂的泵浦频率，量子泵浦与电子和核之间的超精细相互作用一起诱导自旋分裂能级之间的跃迁。这些导致泵浦电流的阶梯状变化和原子核的极化。我们对两者进行了定量预测。我们的模型提供了第一个定量的工具来控制和测量的2DEG中的局部核极化的量。
2004-11-08 cond-mat.mes-hall
Giant spin splitting and $0 - π$ Josephson transitions from the Edelstein effect in quantum spin-Hall insulators
量子自旋霍尔绝缘体（QSHIs）和超导体（Ss）的混合结构提供了一个独特的机会来访问物质的无耗散拓扑状态，然而，这经常受到缺乏控制的自旋极化QSHIs的阻碍。我们提出了一个非常有效的自旋极化机制的磁电（Edelstein）效应的基础上超导QSHI结构。它的作用类似于外部磁场中的塞曼分裂，但有效的$g$因子为1000，导致前所未有的自旋分裂效应。它允许在不破坏超导性的情况下对QSHI/S混合物进行磁控制。作为一个例子，我们证明了一个经常性的交叉从$Φ_0$ -$Φ_0/2$ -周期振荡的约瑟夫森电流在射频超导量子干涉器件（$Φ_0=h/2e$是磁通量量子）。预测的周期减半是一个惊人的表现$0-π$约瑟夫森过渡与超谐波$π$周期性的电流相位关系的过渡。这种可控的$0-π$跃迁可能为无耗散自旋电子学和工程通量量子比特提供新的视角。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall effects in a Josephson contact
在扩散区研究了自旋轨道分裂导带的二维正常接触的约瑟夫森隧穿。线性Usadel方程的三重态组件的配对功能揭示了一个惊人的相似性的自旋扩散方程驱动的电场在正常的金属。因此，我们预测，面外自旋霍尔极化累积朝向横向样品边缘和面内极化是有限的，在整个正常区域。同时，自旋霍尔电流是不存在的情况下考虑的静态约瑟夫森效应。
2008-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable transmission of quantum Hall edge channels with full degeneracy lifting in split-gated graphene devices
量子霍尔机制中的载流子通过沿二维电子气边缘形成的一维导电通道传播。通过门可调收缩（也称为量子点接触（QPC））控制它们的传输是许多相干传输实验的基础。然而，在石墨烯中，由于在栅电极下方形成pn结，电子和空穴边缘沟道沿着所述结共同传播和混合，从而使收缩部短路，因此定制具有静电栅极的QPC仍然具有挑战性。在这里，我们表明，由于朗道能级的完全简并提升，这种电子-空穴混合在高迁移率氮化硼/石墨烯/氮化硼范德华异质结构中急剧减少，从而实现具有全沟道夹断的QPC操作。我们证明了门可调的选择性传输的量子霍尔边缘通道通过QPC，无论是在整数和分数量子霍尔制度。石墨烯范德瓦尔斯异质结构中边缘通道传播的这种门控打开了石墨烯的整数和分数量子霍尔制度中的量子霍尔干涉和电子量子光学实验的大门。
2017-03-05 cond-mat.mes-hall
Split-Quaternionic Hopf Map, Quantum Hall Effect, and Twistor Theory
通过引入非紧形式的Hopf映射，我们证明了量子霍尔效应与扭量理论之间的密切联系。我们首先利用分裂四元数的非紧二阶Hopf映射在双曲面上构造了量子霍尔效应。我们分析了双曲单粒子力学，并探讨了多体问题，其中一个多体基态波函数和膜状激发显式导出。在最低朗道能级，对称性从$SO(3, 2)$增强到$SU(2, 2)$共形对称。指出量子霍尔效应自然地实现了扭量理论的哲学。特别是，模糊时空的出现机制进行了一定的详细讨论。
2010-02-18 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
A New Type of Electron Nuclear-Spin Interaction from Resistively Detected NMR in the Fractional Quantum Hall Effect Regime
窄GaAs量子阱中的二维电子气在一定的分数填充因子下表现出巨大的纵向电阻值。施加频率对应于{69}Ga、{71}Ga和{75}As的核自旋分裂的RF场，导致自旋共振的显著降低，建立了一种新型的连续检测NMR。这些共振被分成四个子线。子线的数量和分裂的大小都不能用已建立的相互作用机制来解释。
1998-12-01 cond-mat.mes-hall
Multifield tunable valley splitting and anomalous valley Hall effect in two-dimensional antiferromagnetic MnBr
预测反铁磁单层MnBr具有自发谷极化，其谷劈裂可通过多种场调节，并实现自旋层锁定的反常谷霍尔效应，为低功耗谷电子学器件提供平台。
2024-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall Effect and Giant Rashba Spin-Orbit Splitting in Compensated n-p--Codoped Graphene
量子反常霍尔效应（QAHE）是凝聚态物理中一种基本的量子输运现象。到目前为止，唯一的实验实现的QAHE已被观察到的Cr/V掺杂的（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$，但在极低的观测温度，从而限制了其潜在的应用在无耗散量子电子学。采用第一性原理计算方法，研究了5个\textit{d}过渡金属和硼（B）原子的补偿\textit{n} - \textit{p}共掺杂石墨烯的电子结构.我们的调查结果如下。1)\textit{n} -和\textit{p} -型掺杂剂之间的静电吸引有效地增强了金属吸附原子的吸附并抑制了它们不期望的聚集。2)Hf-B和Os-B共掺杂的石墨烯系统可以建立长程铁磁有序和开放的非平凡的带隙，因为自旋轨道耦合与非零的Berry曲率托管QAHE。3)计算得到的Re-B和Pt-B共掺杂石墨烯体系的Rashba分裂能分别可达158和85~meV，比已报道的本征自旋轨道耦合强度高出几个数量级。
2018-05-06 cond-mat.mes-hall
Enhanced fractional quantum Hall gaps in a two-dimensional electron gas coupled to a hovering split-ring resonator
本研究通过将高迁移率二维电子气与间距可控的悬浮开口环谐振器耦合，发现分数量子霍尔能隙超2倍增强且奇整数填充因子交换劈裂降低，理论证实该效应由腔真空场梯度下虚拟光子交换介导的长程吸引相互作用导致，为二维材料量子相调控提供新途径。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin Ensemble Density Functional Theory for Inhomogeneous Quantum Hall Systems
我们发展了一个包含自旋自由度的非均匀量子霍尔系统的系综密度泛函理论。我们应用这一理论，采用局域自旋密度近似，研究了抛物约束量子点的边缘重构。当塞曼分裂低于某一临界值时，完全极化的最大密度液滴的边缘重构为自旋非极化结构。对于较大的塞曼分裂，边缘保持极化并形成交换孔。
1997-01-10 cond-mat.mes-hall
Evolution of Berry curvature and reentrant quantum anomalous Hall effect in an intrinsic magnetic topological insulator
最近，磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$成为实现量子反常霍尔（QAH）态的竞争平台。我们报告了一个贝里曲率分裂机制，实现QAH效应的无序磁性TI多层膜时，从反铁磁顺序切换到铁磁顺序。我们发现，分裂的自旋分辨的Berry曲率，起源于分离的迁移率边缘在磁开关，可以产生一个QAH绝缘体，甚至\emph{without}关闭带隙。我们给出了一个整体相图，并提供了一个唯象图像来解释的Berry曲率分裂机制的拓扑电荷的演变。最后，我们预测Berry曲率分裂机制将导致重入QAH效应，这可以通过调节栅极电压来检测。本文的理论对今后MnBi $_2$ Te $_4$的QAH效应的研究具有指导意义。
2021-10-31 cond-mat.mes-hall
Chirality and Current-Current Correlation in Fractional Quantum Hall Systems
我们研究了在Laughlin填充分数下，分数量子霍尔液体的边缘通道实现的分束器的电子模拟中的电流-电流关联。与已知的手征电子的结果类似，如果在位于分束器之后的点处测量电流，我们发现由于沿边缘通道的手征传播，零频率平衡相关消失。此外，我们表明，电流的相关性，规范化的隧道电流，表现出明确的签名劳克林准粒子的分数统计。
2016-03-07 cond-mat.mes-hall
Splitting of Girvin-MacDonald-Platzman density wave and the nature of chiral gravitons in fractional quantum Hall effect
本研究揭示分数量子霍尔效应中GMP密度波激发会劈裂为单复合费米子激子，明确不同填充因子下GMP引力子的劈裂规律，为探究分数量子霍尔态的关联机制提供新途径。
2024-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit-splitting-driven nonlinear Hall effect in NbIrTe4
该研究报道了NbIrTe4中室温以上持续且150 K时符号变化的非线性霍尔效应，通过第一性原理计算和ARPES实验揭示自旋轨道劈裂能带的部分占据调控贝里曲率偶极矩，从而驱动温度依赖的NLHE，为调控非平凡霍尔效应提供新途径。
2024-08-21 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
Metallic collinear antiferromagnets with mirror-symmetric and asymmetric spin-splittings
本文理论研究了类蜂窝晶格上二维奈尔有序金属性反铁磁体，基于时间反演与镜面对称组合导致镜面对称自旋劈裂并预期反常自旋霍尔效应，无对称性时产生非对称自旋劈裂并预期反常霍尔效应。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall
Tunable Quantum Anomalous Hall Effect via Crystal Order in Spin-Splitting Antiferromagnets
本文提出在零磁化的自旋劈裂反铁磁体中，通过层间旋转和平移等晶体序调控手段实现可逆陈数和可调量子反常霍尔效应，突破了铁磁性调控陈数的传统认识。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba spin precession in quantum Hall edge channels
在强垂直磁场作用下的二维电子系统的边界上形成准一维边缘沟道。我们考虑Rashba自旋-轨道耦合，诱导结构反转不对称性，对它们的电子和输运性质的影响。我们的分析和数值计算结果表明，自旋分裂量子霍尔边缘通道表现出类似于Rashba分裂量子线的性质。抑制后向散射和长的自旋寿命使这些边缘通道观察电压控制的自旋进动的理想系统。基于后者，我们提出了一种无磁体自旋相关电子干涉仪。
2004-09-22 cond-mat.mes-hall
Spin-split flat bands at the band edge and two-dimensional hole gases towards quantum Hall effect in altermagnetic CoF$_2$
本文通过第一性原理研究发现金红石型CoF$_2$价带边缘存在稳健的交替磁性自旋劈裂平带，利用有效低能模型揭示其可形成自旋依赖的二维空穴气，并在面内磁场下实现自旋依赖的量子霍尔效应。
2025-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density-Dependent Quantum Hall States and Zeeman Splitting in Monolayer and Bilayer WSe$_2$
我们报道了单层和双层WSe $_2$中空穴的量子霍尔态序列的研究。当空穴密度在$1.6 - 12\times10^{12}$ cm $^{-2}$范围内调谐时，QHS序列在主要为偶数和主要为奇数的填充因子之间转变。QHSs序列对横向电场不敏感，倾斜磁场测量表明QHSs序列对面内磁场不敏感，表明空穴自旋垂直于WSe $_2$平面被锁定.这些观测结果表明，QHS序列是由塞曼-回旋能量比控制的，该能量比在固定的载流子密度下作为垂直磁场的函数保持恒定，但由于强的电子-电子相互作用而作为密度的函数变化。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gap opening in the zeroth Landau level in gapped graphene: Pseudo-Zeeman splitting in an angular magnetic field
我们提出了一个理论研究的间隙开放的零朗道水平的石墨烯作为一个结果的伪塞曼相互作用。所施加的磁场与载流子的谷赝自旋自由度耦合，导致赝塞曼相互作用。为了研究它在电荷中性点（CNP）输运中的作用，我们研究了在有角向磁场中存在赝塞曼相互作用的带隙石墨烯中的整数量子霍尔效应（QHE）.利用Kubo-Greenwood公式推导了霍尔电导率的解析表达式。我们还确定了在第一玻恩近似下的弹性杂质散射的纵向电导率。我们表明，伪塞曼分裂导致在高磁场和零坪霍尔电导率的碰撞电导率的最小值。在CNP激活运输的证据被发现从碰撞电导率的温度依赖性。
2012-02-10 cond-mat.mes-hall
Dispersive line shape in the vicinity of the ν = 1 quantum Hall state: Coexistence of Knight shifted and unshifted resistively detected NMR responses
在量子霍尔效应范围内，测量了探测核磁共振（RDNMR）色散线形（DLS）峰谷之间的频率分裂随填充因子、载流子密度和核同位素的变化。分裂随着填充因子趋于ν = 1而增加，并且与超精细耦合成比例，类似于通常的奈特位移与ν依赖性。峰值频率随磁场在整个研究的填充因子范围内线性移动，并与经典NMR检测到的未移动的底物信号相匹配。因此，分裂的演变完全是由于倾斜特征的奈特位移的变化。核自旋弛豫时间T1在峰值频率处非常长（小时）。这些结果与由于自旋单态D $^-$复合物的存在而局部形成ν = 2相的结果是一致的。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall
Elastic Spin Hall effect in Mechanical Graphene
我们证明了在由质量和弹簧组成的二维蜂窝晶格的经典力学系统中，可以存在自旋轨道相互作用和弹性自旋霍尔效应。能带结构表明，在K点处存在由纵向和横向弹性常数不同引起的分裂，这种分裂可以看作是一种有效的Dresselhaus型自旋轨道耦合。有趣的是，当施加一个远离平衡的初始位移时，时间演化模拟表明，不同自旋极化的波在Gamma点和K点沿不同方向传播，这是自旋-霍尔效应的特征。文中还讨论了自旋霍尔效应的几种情况。
2016-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light Scattering by Low Lying Quasiparticle Excitations in the Fractional Quantum Hall Regime
用共振非弹性光散射方法研究了分数量子霍尔区电子液体的低激发态。我们在这里提出的结果，从电荷和自旋激发的最低自旋分裂朗道能级的H2O H状态是目前的兴趣。在填充因子$2/5 \geq ν\geq 1/3$的范围内，我们发现了可以用自旋分裂复合费米子准朗道能级解释低能准粒子激发的证据。在$ν=3/2$周围的OHH态，我们发现在4/3和8/5处的定义明确的激发与自旋非极化的准朗道能级的种群一致。
2003-09-24 cond-mat.mes-hall
Competition between Kondo screening and quantum Hall edge reconstruction
我们报道了一个连接到二维导线上的近藤关联量子点，我们证明了在纯塞曼情况下g因子的重整化，即磁场平行于量子点的平面。对于相同的系统，我们通过研究量子霍尔制度，即施加垂直磁场来研究轨道效应的影响。在这种情况下，观察到抑制近藤效应和分裂零偏异常的不寻常行为。分裂随磁场的增加而减小，并呈现出不连续的变化，这是由于近藤屏蔽和源于静电屏蔽的量子霍尔边缘结构之间复杂的相互作用。这种由可压缩和不可压缩条纹组成的边缘结构强烈影响量子点的近藤温度，从而影响重整化g因子。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall
Spin Filtered Edge States and Quantum Hall Effect in Graphene
在量子霍尔效应机制中，石墨烯中的电子边缘态可以携带电荷和自旋。我们表明，自旋分裂的零朗道能级引起的反向传播模式与相反的自旋极化。这些手性自旋模式导致了丰富多样的自旋电流状态，这取决于自旋翻转率。提出了一种局部控制的方法。我们估计塞曼自旋分裂增强交换，并获得了几百开尔文的自旋间隙。
2006-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Rashba spin splitting-induced topological Hall effect in a Dirac semimetal-ferromagnetic semiconductor heterostructure
本研究通过理论计算与实验测量，揭示了狄拉克半金属Cd$_3$As$_2$与铁磁半导体In$_{1-x}$Mn$_x$As异质结中由Rashba自旋轨道耦合诱导的拓扑霍尔效应，并证实其可通过栅极电压静电调控。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall
Fractional quantum Hall effect driven by multi-particle correlations in edge current
分数量子霍尔效应一直被认为是一个令人困惑的量子多体现象，尚未得到充分的解释。平台宽度和激发能间隙是特别成问题的。我们在这里报告，这两个是由跳跃电子之间的多粒子相关性的程度，形成在不可压缩的条带（IS）的边缘电流流动。考虑到相关跳跃电子的总角动量和它们的图像，这是为了消除IS内的限制电位而引入的，产生了额外的塞曼能量，该塞曼能量按相关顺序分层地分裂朗道能级（LLS）。这种能级分裂产生了所有的奇分母平台，并解释了分数电荷的发生，而代表相关强度的分裂距离决定了平台宽度和激发能间隙。通过这种方案，我们明确地再现了最低LL的实验霍尔电阻率曲线，并揭示了半填充态的特性。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The quantum Hall ferromagnet at high filling factors: A magnetic field induced Stoner transition
研究了Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs异质结和量子阱中整数量子霍尔效应中的自旋分裂。磁阻测量在mK温度下进行，以表征电子态密度并估计多体相互作用的强度。没有自由参数的简单模型正确地预测了观察自旋分裂所需的磁场，确认自旋分裂的出现是翻转自旋的无序诱导能量成本与与极化状态相关的交换能量增益之间竞争的结果。在这个模型中，单粒子塞曼能量不起作用，因此在最高占有朗道能级出现的这种量子霍尔铁磁体也可以被认为是磁场诱导的斯通纳跃迁。
2005-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Resonant spin Hall conductance in quantum Hall systems lacking bulk and structural inversion symmetry
继以前的工作[沈，马，谢和张，物理Rev. Lett。92，256603（2004）]中，我们详细计算了强垂直磁场中二维量子阱中的自旋霍尔电导。在缺乏体反转对称性的阱中，由自旋-轨道相互作用产生的Rashba耦合在一定的磁场下引入了塞曼分裂朗道能级的简并。这种简并，如果发生在费米能量，将诱导自旋霍尔电导共振低于塞曼能量的数量级的特征温度。在非常低的温度下，自旋霍尔电流是高度非欧姆的。由于结构反转对称性的缺乏，Dresselhaus耦合部分或完全抑制了自旋霍尔共振。用微扰法导出了Rashba耦合和Dresselhaus耦合存在下自旋霍尔电导共振的条件。在无序情况下，当费米能级附近的两个塞曼分裂扩展态由于Rashba耦合而发生简并时，会出现共振自旋霍尔电导;当磁场通过共振场时，量子化电荷霍尔电导的变化量为2e^2/h，而不是e^2/h.
2004-10-07 cond-mat.mes-hall
Inducing Spin Splitting and Anomalous Valley Hall Effect in A-Type AFM Fe$_2$C(OH)$_2$ through Electric Field and Janus Engineering
本文预测A型反铁磁单层Fe$_2$C(OH)$_2$具有157 meV自发谷极化，通过电场或Janus工程引入层依赖电势诱导自旋劈裂，实现层锁定反常谷霍尔效应，为自旋电子学应用提供新途径。
2025-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Forward Scattering Asymmetry and Anomalous Tunnel Hall effect at Spin-Orbit-and Exchange-Split Interfaces
我们报告的散射不对称性与入射载流子通过交换势垒和磁隧道结的半导体涉及自旋轨道相互作用的理论研究。分析2？2自旋模型，证明了当反平行磁化电极的导带中包含Dresselhaus相互作用时，电子的透射率随其入射面内波矢的符号而变化.特别地，对于特定的面内波矢，在布里渊区的某些点处传输被完全猝灭，而对于相反的波矢则不猝灭。此外，它是普遍缩放的一个独特的功能独立的自旋轨道强度。这个特殊的功能是由一个14？14 K？此外，p模型还显示了价带中的相应效应，并突出了该效应的鲁棒性，该效应甚至对于单个磁性电极也持续存在。在隧穿时，电子经历不对称偏转，这导致横向电流的发生，从而产生所谓的隧道霍尔效应。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling spin Hall effect induced by unconventional $p$-wave magnetism
本文提出正常金属/$p$-波磁体/超导体结中的隧穿自旋霍尔效应，通过非平衡 Green 函数解析揭示 Fermi 面劈裂方向对纯横向自旋电流及高效电荷—自旋转换的控制作用。
2025-07-12 cond-mat.mes-hall
Zeeman-splitting-induced Topological Nodal Structure and Anomalous Hall Conductivity in ZrTe$_5$
利用第一性原理计算得到的紧束缚（WFTB）模型，研究了三维ZrTe $_5$在塞曼分裂驱动下的拓扑结结构随外磁场（B）方向的变化.已知小的外部刺激可以驱动3D ZrTe $_5$进入包括狄拉克半金属的不同拓扑相。为了强调塞曼分裂的影响，我们考虑了三维ZrTe $_5$在一个强TI阶段与一个小的带隙。随着塞曼分裂大于带隙，WFTB模型表明，当B场与晶体$a$或$b$轴对齐时，形成由（滑移）镜像对称性保护的I型节环，否则，当导带和价带接触时，形成一对I型Weyl节点。我们表明，一对外尔节点可以通过形成一个节点环消失，而不是需要两个外尔节点相反的手征走到一起。有趣的是，当B场沿$c$轴施加时，从顶部两个价带的交叉处出现II型节环。当B场在$bc$平面内旋转时，该节环裂开形成II型外尔节点。比较WFTB模型和线性化的$k \cdot p$模型，发现后者在某些B场方向上的不足。进一步，利用WFTB模型，我们数值计算了由Berry曲率引起的本征反常霍尔电导率${σ_{ac}}$随化学势和B场方向的变化。我们发现，当B场在$ab$平面内从$a$轴倾斜时，${σ_{ac}}$突然增加。我们的WFTB模型也显示出显着的异常霍尔电导率引起的避免能级交叉，即使在没有外尔节点。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic gap, phase transition, and quantum Hall effect in graphene: strong-coupling regime
我们认为，物理学的基础最近观察到的去除亚晶格和自旋简并在石墨烯在强磁场中描述了一个相变与激子和自旋间隙的产生。强耦合制度描述使用增强塞曼分裂（自旋间隙）和激子间隙的唯象模型。再现了具有附加$ν= 0, \pm 1$平台的霍尔电导率$σ_{xy}$的实验形式。讨论了在强耦合区没有增强塞曼分裂时$σ_{xy}$的形式。
2006-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multifield Induced Antiferromagnet Transformation into Altermagnet and Realized Anomalous Valley Hall Effect in Two-dimensional Materials
本研究提出利用电场、Janus结构和铁电衬底在二维单层VPSe3中实现Neel反铁磁到交错磁的转变，产生可调控的自旋劈裂与谷劈裂，并实现反常谷霍尔效应，为设计交错磁体和丰富谷物理提供了新途径。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
