Intrinsic Spin Hall Effect with Spin-Tensor-Momentum Coupling
利用Noether定理导出了自旋连续性方程。在连续性方程中发现了一种新的自旋张量霍尔电流。自旋张量霍尔电流源于自旋张量和动量的耦合。研究了具有自旋-轨道耦合和自旋-张量-动量耦合的二维费米子模型中的内禀自旋霍尔效应。计算了自旋张量霍尔电流存在下的总自旋霍尔电导率。计算结果表明,自旋-张量-动量耦合的贡献增强了自旋霍尔电导率。自旋-张量-动量耦合可以增加内禀自旋霍尔效应中的自旋输运。
2020-02-03 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin Hall effect in silicene: transition from spin Hall to normal insulator
在线性响应理论和格林函数理论的框架下,从理论上研究了二维硅烯自旋霍尔效应的内禀贡献。当施加一个外部电压垂直于硅烯平面时,自旋霍尔电导率显示出从低电压下的自旋霍尔绝缘体相到高电压下的常规绝缘体相的转变。这种转变类似于最近报道的双层石墨烯中的相变。硅烯中导致这种转变的自旋-轨道相互作用比石墨烯中的强得多,这应该可以在实验中观察到这种转变。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Second-Order magnon Thermal Hall Effect
本研究推导了磁振子的本征二阶热霍尔电导率,揭示其与热贝里联络极化率的关联,并证实可通过Dzyaloshinskii-Moriya作用强度和应变调控单层铁磁六角晶格的该效应。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall
Role of Disorder in the Intrinsic Orbital Hall Effect
本文通过量子玻尔兹曼方程研究随机缺陷散射对轨道霍尔效应的影响,发现任意弱无序可影响甚至完全抑制内禀轨道霍尔电流,并指出无序在轨道电子学中可能具有重要作用。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Spin Hall Effect
简要介绍了自旋霍尔效应,即外加电场诱导横向自旋电流。30多年来人们已经认识到,这种效应是由于存在自旋轨道耦合的杂质而发生的。同时,最近有人提出,这一效应也有一个内在的贡献。我们解释了这种内在的自旋霍尔效应的机制。我们还讨论了最近的自旋霍尔效应的实验观察。
2005-04-21 cond-mat.mes-hall
Topological Phases in Triangular Lattices of Ru Adsorbed on Graphene: ab-initio calculations
我们已经进行了从头算研究的电子性质的石墨烯片吸附钌吸附原子(Ru/graphene)。对于一组特定的Ru吸附原子的三角形阵列,我们发现形成四个(自旋极化)狄拉克锥归因于两个六边形晶格之间的适当重叠:一个由石墨烯片的C位点组成,另一个由Ru吸附原子诱导的表面电位形成。当自旋轨道耦合(SOC)的存在下,非平凡的带隙发生在狄拉克锥促进几个拓扑相。根据Ru浓度,系统可以在相i)量子自旋霍尔(QSH),ii)量子反常霍尔(QAH),iii)金属iv)或平凡绝缘体之间进行拓扑表征。对于每个浓度,拓扑相的特征在于从头计算的陈数。
2014-04-30 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Damping Phenomena from Quantum to Classical Magnets:An ab-initio Study of Gilbert Damping in Pt/Co Bilayer
采用{ \it ab initio}方法,在Keldysh格林函数方法的框架下,对Pt/Co双层膜的进动阻尼进行了全量子力学描述.与以前经典Gilbert阻尼($α_{GD}$)的计算不同,我们证明了由于总自旋$S$的有限大小,在量子情况下的$α_{GD}$在弹道机制中不会发散。在极限的$S\rightarrow\infty$,我们表明,形式主义恢复扭矩相关表达式$α_{GD}$,我们分解成自旋泵和自旋轨道扭矩相关的贡献。的形式主义是广义的考虑到一个自我一致确定的退相机制,保持守恒定律,并允许调查的影响,混乱。计算了$α_{GD}$对Pt厚度和无序强度的依赖关系,确定了Pt的自旋扩散长度和双层膜的自旋混合电导,并与实验进行了比较。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall
Spin cloud induced around an elastic scatterer by the intrinsic spin-Hall effect
类似于电流在杂质周围产生的Landauer电偶极子,自旋极化的电子云可以由自旋无关的弹性散射体附近的本征自旋霍尔效应诱导。结果表明,在杂质周围的弹道范围内,这样的云出现在Rashba自旋轨道相互作用的情况下,即使体自旋霍尔电流是不存在的。
2006-09-12 cond-mat.mes-hall
Indication of intrinsic spin Hall effect in 4d and 5d transition metals
我们研究了4 $d$和5 $d$过渡金属Nb,Ta,Mo,Pd和Pt的自旋霍尔效应,通过在横向自旋阀结构中引入自旋吸收方法,其中大的自旋电流优选地弛豫到过渡金属中,表现出强的自旋-轨道相互作用。因此,非局域自旋阀测量使我们能够评估其自旋霍尔电导率。自旋霍尔电导率的符号根据$d$电子的数量而系统地变化。这一趋势与最近基于内禀自旋霍尔效应的理论计算相一致。
2011-05-06 cond-mat.mes-hall
Spin force and intrinsic spin Hall effect in spintronics systems
利用自旋力图像研究了一类自旋轨道耦合系统中的自旋霍尔效应。我们推导了自旋力和自旋电流之间的一般关系方程,并证明了纵向力分量可以诱导自旋霍尔电流,由此我们重现了以前用久保公式得到的自旋霍尔电导率。这个简单的自旋力图像给出了一个清晰直观的解释SHE。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall
Intrinsic (valley) thermal Hall conductivity of phonons in graphene for integer quantum Hall phases
Bar-Ilan University(巴伊兰大学)
本文计算了量子霍尔区域石墨烯声子的内禀谷热霍尔电导率,源于电子-声子耦合诱导的声子谷霍尔粘度,并讨论了测量前景及推广至其他狄拉克材料。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall
Interplay of intrinsic and extrinsic mechanisms to the spin Hall effect in a two-dimensional electron gas
为了正确地描述自旋霍尔效应的本征和非本征自旋轨道机制的相互作用,有必要考虑不同的自旋弛豫源。我们考虑了由于Dyakonov-Perel机制的自旋弛豫时间$τ_{DP}$以及由于杂质的自旋-轨道散射的Elliot-Yafet自旋弛豫时间$τ_s$。总自旋霍尔电导率主要取决于比率$τ_s /τ_{DP}$。
2009-09-10 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Spin Hall Effect in the presence of Extrinsic Spin-Orbit Scattering
在二维电子和空穴系统中,本征和非本征自旋霍尔效应被认为是在一个平等的理论基础上的Rashba自旋轨道耦合,使用图解法计算自旋霍尔电导率.我们的分析理论的2D孔显示了预期的最低阶加性结果的自旋霍尔电导率。但是,2D电子表现出一个非常令人惊讶的结果,在Rashba耦合强度$α$中表现出非解析性,其中严格的非本征自旋霍尔电导率(对于$α= 0$)不能从组合理论的$α\to 0$极限恢复。在现有的实验结果的背景下,理论结果进行了讨论。
2006-02-27 cond-mat.mes-hall
Ab initio calculation of intrinsic spin Hall conductivity of Pd and Au
本文用相对论方法计算了Pd和Au金属自旋霍尔电导(SHC)($σ_{xy}^z$)的{ \it ab initio}能带结构.发现在低温下,Pd和Au的本征自相似性分别为$\sim 1400 (\hbar/e)(Ω{\rm cm})^{-1}$和$\sim 400 (\hbar/e)(Ω{\rm cm})^{-1}$ . Pd中较大的自洽场来自于费米能级附近对称点$Γ$和X点处双简并的4个$d$带的自旋-轨道分裂的共振贡献,Au中较小的自洽场是由于类似6个$s6p$ -带的宽自由电子。然而,随着温度的升高,Pd中的SHC单调降低,在300 K时降低到$\sim 330 (\hbar/e)(Ω{\rm cm})^{-1}$,而Au中的SHC稳定增加,在室温时达到$\sim 750 (\hbar/e)(Ω{\rm cm})^{-1}$。这表明最近在Au/FePt体系中观察到的巨自旋霍尔效应[ $σ_{xy}^z \approx 10^5 (\hbar/e)(Ω{\rm cm})^{-1}$ ][T. Seki,{ \it等},Nature Materials { \bf 7},125(2008)]是由于诸如Au中杂质的斜散射的外在机制。
2009-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unified Semi-Classical Description of Intrinsic Spin-Hall Effect in Spintronic, Optical, and Graphene Systems
本文提出了一种半经典的描述内禀自旋霍尔效应(SHE)的方法,它适用于广泛的一类系统。一个启发式的SHE模型的开发,从一个完全量子力学的处理,我们构建一个直观的表达自旋霍尔电流和电导率。我们的方法使透明的物理机制,驱动的效果,并统一的SHE跨几个自旋电子学和光学系统。最后,我们提出了一个类似的效果在双层石墨烯。
2009-03-16 cond-mat.mes-hall
Sign changes and resonance of intrinsic spin Hall effect in two-dimensional hole gas
在二维空穴气中施加垂直磁场后,内禀自旋霍尔电导呈现出丰富的符号变化。特别地,在中等磁场下,通过调节Rashba耦合的特征长度和空穴密度可以实现显著的符号变化。这个符号问题在实验中很容易实现。内禀自旋霍尔电导随1/ $B$的振荡是Shubnikov-de Haas振荡,并且附加拍频可以定量地与自旋轨道耦合参数的值有关.塞曼分裂太小,不能在二维空穴气体中引入有效的朗道能级简并,并且在高空穴密度和强磁场下,由于大部分自旋$-{1/2}$空穴与自旋3/2空穴之间的跃迁,出现了共振的内禀自旋霍尔电导.提出了在实验中建立内禀自旋霍尔效应的两种可能途径和一种可能的应用。
2006-07-21 cond-mat.mes-hall
Ab initio prediction of anomalous Hall effect in antiferromagnetic CaCrO$_3$
Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University(大阪大学科学工业研究所);Department of Precision Engineering, Graduate School of Engineering, Osaka University(大阪大学大学院工学研究科精密工程专攻)
研究通过从头计算预测反铁磁CaCrO3中的异常霍尔效应,揭示反铁磁序参数与铁磁序参数在非对称空间群中的相同不可约表示,导致k空间中非零 Berry 曲率,增强霍尔效应。
2023-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gigantic intrinsic orbital Hall effects in weakly spin-orbit coupled metals
最近的一篇论文[Go $\textit{et al}$ .,物理修订版信函$\textbf{121}$,086602(2018)]提出内禀轨道霍尔效应(OHE)可以从中心对称材料中的动量空间轨道织构中出现。在寻找具有强OHE的实际材料时,我们研究了面心立方和体心立方结构中具有小自旋轨道耦合(SOC)的金属(Li,Al,V,Cr,Mn,Ni和Cu)中的本征OHE。我们发现这些材料的轨道霍尔电导率(OHC)是巨大的$\sim 10^3-10^4\ (\hbar/e)(Ω\cdot\mathrm{cm})^{-1}$,这是相当或大于自旋霍尔电导率(SHC)的Pt。虽然这些材料中的SHC由于小SOC而小于OHC,但是我们发现SHC仍然是相当大的,并且自旋霍尔角可以是0.1的量级。我们讨论了最近的自旋-电荷相互转换实验的影响,具有小SOC的材料。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Spin and Orbital Hall Effects from Orbital Texture
我们从理论上证明了在中心对称系统中,动量空间轨道织构不仅可以产生内禀自旋霍尔效应(SHE),而且可以产生轨道霍尔效应(OHE),这与自旋织构不同,在中心对称系统中也是普遍存在的.即使没有自旋轨道耦合(SOC),OHE也会发生,并通过SOC转化为SHE。由此产生的自旋霍尔电导率很大(与Pt相当),但以非单调的方式依赖于SOC强度。该机制对轨道猝灭是稳定的。这项工作为持续寻找具有更强SHE的材料提供了一条途径。它还要求实验努力,以探测轨道自由度在OHE和SHE。简要讨论了实验检测的可能途径。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Spin Hall Edges
Murakami \textit{et al.}和Sinova \textit{et al.}对内禀自旋霍尔电流的预测提出了许多关于检测方法和无序效应的问题。我们专注于Rashba型自旋轨道耦合区域与正常的二维电子气之间的接触,并表明自旋霍尔电流,虽然消失在大部分的样品,可以从边缘恢复。我们还表明,在自旋轨道耦合系统中,电流诱导的自旋积累扩散到正常区域,并有助于在引线中的自旋电流。
2005-11-10 cond-mat.mes-hall
Intrinsic nonlinear Hall effect and gate-switchable Berry curvature sliding in twisted bilayer graphene
本研究在高质量扭曲双层石墨烯中观测到Berry曲率偶极诱导的本征非线性霍尔效应,并利用位移场实现Berry曲率热点滑动及霍尔电压方向、幅度的栅极调控。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Controllable intrinsic DC spin/valley Hall conductivity in ferromagnetic silicene: Exploring a fully spin/valley polarized transport
本文研究了在垂直于硅烯片的电场作用下,掺杂铁磁硅烯的本征直流自旋和谷霍尔电导。通过计算它的能谱和波函数,并利用Kubo形式,我们得到了横向霍尔电导率的一般关系式,它可用于计算自旋霍尔电导率和谷霍尔电导率。在交换场的零极限下,我们的结果退化为以前的结果。进一步讨论了铁磁硅烯中自旋和谷极化电调谐输运,得到了观察到完全自旋或谷极化输运的必要条件。
2015-10-07 cond-mat.mes-hall
Strain Engineering of the Intrinsic Spin Hall Conductivity in a SrTiO$_3$ Quantum Well
由Kubo公式计算了限制在SrTiO $_3$中的二维气体的本征自旋霍尔电导率,例如在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面处发生的。在[001](垂直于量子阱方向)和[111]方向上的应变的影响被纳入一个完整的紧束缚哈密顿量。我们表明,自旋电荷转换比可以显着改变通过应变和栅极电压通过调整化学势。应变方向也是自旋霍尔响应中的重要因素,因为该方向影响导带的排列。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall
Dissipation properties of anomalous Hall effect: intrinsic vs. extrinsic magnetic materials
本研究对比三种不同磁性机制材料的反常霍尔效应耗散特性,发现其耗散功率随负载电阻和霍尔角的变化规律一致,表明该效应的耗散由边缘电荷注入主导,与具体产生机制无关。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall
Effective model analysis of intrinsic spin Hall effect with magnetism in stacked-kagome Weyl semimetal Co3Sn2S2
本研究通过堆叠kagome外尔半金属Co3Sn2S2的紧束缚模型,理论分析其本征自旋霍尔效应,发现自旋霍尔电导率随磁矩方向显著变化,面外自旋霍尔电流可诱导表面自旋积累,有助于自旋轨道矩驱动的垂直磁化翻转。
2023-05-24 cond-mat.mes-hall
Quantum intrinsic ${\cal T}$-odd spin Hall effect in altermagnets
提出量子内禀霍尔效应(QIHE),揭示弹道量子输运中由对称性和边界散射导致的内禀霍尔响应,并以交错磁体中的量子时间反演奇自旋霍尔效应验证。
2024-09-08 cond-mat.mes-hall
Intrinsic valley Hall transport in atomically thin MoS2
二维蜂窝晶格中的电子跳跃除了电荷和自旋外,还具有谷自由度。在没有反转对称性的情况下,这些系统被预测为对来自不同谷的电子表现出相反的霍尔效应。这种谷霍尔效应只能通过非本征手段实现,例如衬底耦合、双选通和光照射。在这里,我们报告的第一个观察到的内在谷霍尔运输没有任何外在的对称性破缺的非中心对称单层和三层二硫化钼,证明了相当大的非局部电阻,规模立方与本地电阻。这样一个标志生存,即使在室温下的谷扩散长度在微米级。相比之下,没有谷霍尔信号中观察到的中心对称双层二硫化钼。我们的工作阐明了谷霍尔效应的拓扑量子起源,并标志着在拓扑谷电子学中谷自由度的纯电控制迈出了重要的一步。
2018-05-17 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Magnon Orbital Hall Effect in Honeycomb Antiferromagnets
从理论上研究了蜂窝状反铁磁体中磁振子轨道的输运。我们发现,即使没有自旋轨道耦合,磁振子轨道的Berry曲率也是有限的,由此产生的磁振子轨道霍尔效应是蜂窝状反铁磁体的一种本征性质,其根源仅在于交换作用和晶格结构.由于磁振子轨道霍尔效应的固有性质,磁振子轨道能斯特电导率被估计为比需要有限自旋轨道耦合的磁振子自旋能斯特电导率的预测值大几个数量级。对于预测的磁振子轨道霍尔效应的实验检测,我们调用的磁电效应耦合的磁振子轨道和电极化的强度,这使我们能够检测磁振子轨道积累通过本地电压测量。我们的结果为更深入地理解磁振子轨道的拓扑输运及其在低功率磁振子轨道电子学(即磁振子轨道电子学)中的应用铺平了道路。
2023-03-21 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Orbital Hall Effect in Degenerate Spin-3/2 Systems driven by the quantum metric
Dipartimento di Fisica ”E. R. Caianiello”, Università di Salerno(萨莱诺大学 E.R. 卡亚涅洛物理系)
该研究揭示旋转不变自旋-3/2系统的轨道霍尔效应由量子度量而非贝里曲率控制,其带内贡献在简并系统中消失,明确量子度量是简并多带系统轨道霍尔输运的关键几何量。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall
Symmetry-driven Intrinsic Nonlinear Pure Spin Hall Effect
Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院)
本文提出非线性纯自旋霍尔效应,通过分析量子几何起源揭示金属和绝缘体中内在的二级自旋角动量传输,识别39种支持NPSHE的磁点群,预测Kramers-Weyl金属在室温下可产生显著非线性纯自旋霍尔电流。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin Hall effect in graphene: Numerical calculations in a multi-orbital mode
我们利用一个包含原子自旋轨道相互作用的多轨道紧束缚模型研究了石墨烯中的自旋霍尔效应。发现SHE是由自旋相关的Aharonov-Bohm相引起的。在金属情况下,自旋霍尔电导率(SHC)的计算值远小于金属石墨烯的实际参数值的量子化霍尔电导率。在绝缘情况下,由于多轨道效应,SHC的量子化被破坏。目前的研究表明,在蜂窝晶格的SHE增强的化学掺杂,如用硼原子取代的碳原子。
2008-09-12 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin currents in ferromagnets
第一性原理计算表明,施加到铁磁体的电场产生垂直于电场流动的自旋电流。这些铁磁体中对称性的降低使得各种各样的自旋电流成为可能。然而,总的自旋电流近似是磁化无关的自旋霍尔电流和各向异性的自旋反常霍尔电流的总和。本征自旋电流不受失相的影响,使得它们的自旋极化与磁化不对准,这实现了与磁化无关的自旋霍尔效应。过渡金属铁磁体的自旋霍尔电导率和自旋反常霍尔电导率与重金属中发现的那些相当,为自旋电子器件中高效的自旋电流产生开辟了新的途径。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Spin Hall Effect: Topological Transitions in Two-Dimensional Systems
用自旋-轨道哈密顿量\hbar Ω_p σ描述的空间均匀二维电子系统的自旋-霍尔电导率表示为由Berry相位Φ=M π确定的普适部分Me/8 π \hbar之和(M是奇数,向量Ω_p的缠绕数)和在由Ω_p的解析性质确定的一定条件下为零的非万有部分分析揭示了自旋霍尔电导率的丰富而复杂的行为,它与量子阱中的电子和空穴态有关,并且可以在实验中检测到。
2007-06-17 cond-mat.mes-hall
Intrinsic anomalous thermal hall effect as a signature of quantum metric in d-wave altermagnets
Clemson University(克莱姆森大学)
研究d波非磁性材料中本征异常热霍尔效应,揭示温度梯度驱动的非线性热 Berry 连接极化率导致的第三阶响应,发现其角度依赖性和实验可测的温度与化学势依赖性。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall
Intrinsic and Extrinsic Spin Hall Effects of Dirac Electrons
本文研究了铋中$L$ -点附近电子自旋霍尔效应(SHE)的有效模型--Dirac方程。通过考虑短程掺杂杂质,我们计算的外在以及本征的贡献,在平等的基础上。在梯形和所谓的斜散射型中考虑了顶点修正。我们得到的本征SHE与Fuseya等人[J. Phys. Soc. Jpn. 81,93704(2012)]。结果表明,当体系为(半)金属体系时,非本征贡献大于本征贡献。由于斜散射引起的非本征SHE与$Δ/ n_{\rm i} u$成比例,其中$2Δ$是带隙,$n_{\rm i}$是杂质浓度,并且$u$是杂质势的强度。
2017-06-26 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Superspin Hall Current
我们发现了一种本征超自旋霍尔电流:在含有重正常金属和铁磁体的约瑟夫森结中注入电荷超电流产生横向自旋超电流。与传统的自旋霍尔效应相反,没有伴随的能量耗散。这种效应的物理根源是超导体界面附近横模$k_y$之间由于$p$波和常规$s$波超导关联共存而产生的反对称自旋密度,这种超导关联具有相位失配。我们的预测可以在混合结构中进行测试,包括薄的重金属层与强铁磁体和普通的$s$波超导体相结合。
2017-08-16 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Topological Control of the Orbital Hall Effect in Buckled Dirac Materials
Quaid-I-Azam University(奎达-阿扎姆大学);Zhejiang Normal University(浙江师范大学);Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(伊朗基础科学研究所)
本文利用低能大质量狄拉克模型和基于贝里曲率的线性响应理论,研究了弯曲二维狄拉克材料中轨道霍尔响应,发现轨道霍尔电导率在能带反转点附近显著增强,并通过调节外场实现量子自旋霍尔、谷霍尔和反常霍尔相,揭示了轨道响应受贝里曲率在自旋和谷自由度间重新分布的拓扑控制。
2026-05-24 cond-mat.mes-hall
Anisotropic intrinsic spin Hall effect in quantum wires
我们利用数值模拟研究了Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合下量子线中的自旋霍尔效应。我们发现,内在的自旋霍尔效应是高度各向异性的相对于线的取向,这种各向异性的性质强烈依赖于电子密度和Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相对强度。特别地,在低密度下,当仅占据量子线的一个子带时,自旋霍尔效应对于沿着$[\bar{1}10]$轴的电子动量是最强的,这与纯2D情况下所预期的相反。此外,当占据多于一个子带时,自旋霍尔效应的强度和各向异性可以在电子密度的相对小的变化上变化很大,这使得难以预测哪个线取向将使自旋霍尔效应的强度最大化。这些结果有助于阐明量子限制在自旋轨道耦合系统中的作用,并可以作为未来使用量子线的自旋霍尔自旋电子应用的实验工作的指导。
2014-03-16 cond-mat.mes-hall
Dependence of the intrinsic spin Hall effect on spin-orbit interaction character
我们报告的比较数值研究的自旋霍尔电导率在二维三种不同的自旋轨道相互作用模型;标准的k-线性Rashba模型,k-立方Rashba模型,描述二维空穴系统,和修改后的k-线性Rashba模型,其中的自旋轨道耦合强度是能量依赖的。数值有限尺寸Kubo公式的结果表明,k-线性Rashba模型的自旋霍尔电导率为零的频率$ω$远小于散射率$τ^{-1}$,一阶相对波动幸存下来的大系统尺寸。对于k-立方Rashba模型的情况下,自旋霍尔电导率并不明显依赖于$ωτ$,并在{ \em dc}极限是有限的,与实验一致。对于修正的k-线性Rashba模型,自旋霍尔电导率明显依赖于$ωτ$,但在{ \em dc}极限中接近有限值。我们讨论了这些结果的自旋霍尔电导率和相关的总和规则的光谱分解的光,并在有关的自旋霍尔电导率到斜散射,固有的,和带间顶点校正贡献的建议分离。
2005-06-07 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Nonlinear Spin Hall Effect and Manipulation of Perpendicular Magnetization
提出本征非线性自旋霍尔效应,可在对称性禁止线性响应的非磁性材料中产生共线极化自旋电流,实现垂直磁化无场翻转,并在拓扑金属中预测了室温显著效应。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall
Ab initio theory of the spin-dependent conductivity tensor and the spin Hall effect in random alloys
我们提出了一个扩展的相对论电子输运理论的标准(电荷)的随机合金的电导率张量的紧束缚线性松饼-锡轨道方法的所谓的自旋相关的电导率张量,它描述了Kubo的线性响应的自旋电流外部电场。该方法是基于有效的电荷和自旋电流运营商,对应于intersite电子输运和nonrandom,这简化了配置平均的相干势近似的装置。特别注意的是费米海项的自旋相关的电导率张量,其中包含一个非零的非相干部分,在标准的电导率张量。所开发的形式主义适用于自旋霍尔效应在二元无规doppler合金,无论是在模型水平上,并为Pt基合金的面心立方结构。我们表明,自旋霍尔电导率由三个贡献(一个内在的和两个外在的)表现出不同的浓度依赖性在稀释极限的合金。所选的Pt合金(Pt-Re,Pt-Ta)的结果导致自旋霍尔角约0.2,这些相当大的值得到的组合物,属于热力学平衡相。因此,这些合金可以被认为是用于有效电荷到自旋转换的其它系统的替代物,所述其它系统通常是亚稳晶体或金属玻璃。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation of the gate-controlled reversal of the anomalous Hall effect in the intrinsic magnetic topological insulator MnBi2Te4 device
本文报道了内禀磁性拓扑绝缘体MnBi_2 Te_4的五层七层范德华器件中保留的反常霍尔效应。通过采用顶/底门,负AHE环路逐渐减小到零并改变为相反的符号。反向AHE表现出不同的矫顽场和温度依赖性从以前的AHE。它在狄拉克锥的间隙内达到最大值。新出现的反向AHE是由于内禀Berry曲率和Dirac能隙增强的非本征斜散射的竞争引起的。它的栅控开关为拓扑自旋场效应晶体管提供了一种方案。
2019-05-13 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit strength driven crossover between intrinsic and extrinsic mechanisms of the anomalous Hall effect in epitaxial L1o FePd and FePt
我们确定的组成的本征以及非本征的贡献异常霍尔效应(AHE)的等电子L10 FePd和FePt合金。我们发现,在我们的30 nm厚的外延沉积薄膜的FePd的AHE信号主要是由于外部侧跳,而在外延FePt膜的相同厚度和程度的顺序的本征贡献是占主导地位的外在机制的AHE。我们将这种交叉的Pt和Pd原子的自旋轨道强度的差异,并建议这种现象可用于调整复杂合金中的AHE的起源。
2010-01-28 cond-mat.mes-hall
The Intrinsic Spin Hall Conductivity in a Generalized Rashba Model
本文在广义Rashba模型下计算了二维电子系统的自旋霍尔电导率σ^{ \mathrm{sH} },结果表明它一般是有限的,并且与模型有关.考虑任意带色散,我们发现,在存在Rashba形式的线性动量自旋-轨道耦合的情况下,除了精确的抛物线谱外,σ^{ \mathrm{sH} }在杂质存在的情况下不会为零。我们表明,使用线性响应久保形式主义,如何确切的取消发生的二次色散,以及为什么它不会发生在一般情况下。我们用两电子手征的费米动量导出了σ^{ \mathrm{sH} }的一个简单的准经典公式,发现σ^{ \mathrm{sH} }一般是Rashba项的平方强度的量级.
2005-10-05 cond-mat.mes-hall
Observation of large intrinsic anomalous Hall conductivity in polycrystalline Mn$_3$Sn films
本研究在镀Pt的Al₂O₃衬底上制备的Mn₃Sn多晶薄膜中观测到高值反常霍尔电导率,分析了其磁滞、电阻率随温度的变化及负磁阻特性,为相关自旋电子学研究提供了实验基础。
2023-07-19 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin Hall effect in systems with striped spin-orbit coupling
由结构反转不对称性引起的Rashba自旋-轨道耦合自旋和动量自由度,为自旋电子效应和器件提供了合适的(并且非常深入研究的)环境。在这里,我们表明,在强无序的存在下,在自旋轨道耦合的非均匀性引起有限的自旋霍尔电导率与相应的情况下,均匀的线性自旋轨道耦合。特别是,我们研究的不均匀性所产生的条纹结构的二维电子气,影响密度和Rashba自旋轨道耦合。我们建议,这种情况可以实现在氧化物界面周期性的顶部门控。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Spin Hall Effect at Oxide Interfaces: a Simple Model
非对称三角形势阱是研究LaAlO_3和SrTiO_3(LAO/STO)等绝缘氧化物界面电子束缚的最简单模型。这些电子最近已经显示出表现出Rashba类型的大自旋轨道耦合,即,面内动量是线性的。本文研究了非对称三角形势阱中由于Rashba耦合引起的内禀自旋霍尔效应。除了将每个子带分裂成螺旋度相反的两个分支之外,自旋-轨道相互作用还导致垂直于量子阱平面的方向(z方向)上的波函数取决于平面内波矢量k。与极端不对称的情况相反,即,对于楔形量子阱,由于顶点校正,本征自旋霍尔效应消失,我们发现非对称阱支持非消失的本征自旋霍尔电导率,该电导率随着阱变得更对称而增加。自旋霍尔电导率被发现是成比例的自旋轨道耦合常数的平方,并在低载流子密度的限制,只依赖于有效质量重整化与k-依赖的波函数在z方向。它的起源在于子带之间的自旋电流的非零矩阵元素,对应于垂直于阱平面的量子化运动的不同状态。
2013-06-12 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Anomalous Hall Effect in Type-II Weyl Semimetals
最近,一种新的Weyl半金属被称为II型Weyl半金属。不同于通常的(I型)外尔半金属,它有一个点状的费米面,这种新型的外尔半金属有一个倾斜的圆锥形光谱外尔点周围。在这里,我们计算的异常霍尔电导率的外尔半金属与倾斜的锥形光谱的外尔点对,使用久保公式。我们发现,霍尔电导率是不普遍的,可以改变作为量化倾斜的参数的函数的符号。我们的结果表明,即使在Weyl点之间的分离消失的情况下,倾斜的圆锥光谱可以引起有限的反常霍尔效应,如果倾斜的两个圆锥是不相同的。
2016-04-28 cond-mat.mes-hall
Intrinsic 2D ferromagnetism, quantum anomalous Hall conductivity, and fully-spin-polarized edge states of FeBr3 monolayer
探索本征二维铁磁性和寻找更好的二维量子反常霍尔绝缘体材料具有重要意义。在这里,我们表明,FeBr $_3$单层是一个内在的二维铁磁材料的居里温度为140 K由于其强大的自旋交换相互作用和巨大的单轴磁各向异性。我们的声子谱和力学分析表明,FeBr $_3$单分子膜是动态和机械稳定的。电子结构计算表明,在布里渊区K点处存在一个狄拉克锥,自旋轨道耦合打开了33.5meV的半导体带隙.紧束缚分析表明,Chern数等于1,存在量子反常霍尔电导$σ_{xy} = e^2/h$,并且手性边态在边产生时是完全自旋极化的.此外,还表明主要结果不受电子关联效应和双轴应变的影响。因此,该FeBr $_3$单层作为2D材料将用于自旋电子学应用。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall
Intrinsic anomalous Hall effect under anisotropic magnetic dipole versus conventional magnetic dipole
本研究理论对比铁磁与各向异性磁偶极子系统的本征反常霍尔效应,发现二者效应幅值相近但微观机制不同,后者在自旋轨道耦合弱于磁平均场时效应增强,为低磁化反铁磁体的巨反常霍尔效应提供可能。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall
Intrinsic in-plane magnetononlinear Hall effect in tilted Weyl semimetals
本文基于扩展半经典理论提出面内磁非线性霍尔效应(IMHE),揭示外尔锥倾斜是触发该效应的关键,且其不依赖手性反常,为相关实验检测提供了理论指导。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall
Ballistic Intrinsic Spin-Hall Effect in HgTe Nanostructures
我们首次报道了半导体介观内禀自旋霍尔效应(ISHE)的电学操纵和探测,并在高迁移率HgTe/HgCdTe量子阱的纳米H型结构中进行了非局域电学测量.通过控制自旋轨道分裂的强度和由顶栅的n型到p型的转变,我们观察到由于在p型区域中的ISHE而产生的大的非局部电阻信号,其数量级为kOhms,比金属大几个数量级。如理论所预测的,在n区域中,信号至少小一个数量级。我们验证了我们的实验观察量子输运计算与实验定量协议。
2008-12-19 cond-mat.mes-hall
Anomalous spin Hall effects in Dresselhaus (110) quantum wells
讨论了Dresselhaus(110)量子阱中本征型反常自旋霍尔效应。对于面外自旋分量,反对称电流诱导的自旋极化诱导相反的自旋霍尔积累,即使没有由于Dresselhaus(110)耦合的自旋轨道力。这种自旋霍尔感应的一个令人惊讶的特征是,自旋累积符号在偏压反转时不改变。自旋霍尔感应对自旋霍尔积累的贡献和由于内禀自旋-轨道力以及外禀自旋散射引起的自旋偏离,可以简单地通过反转偏置来直接区分。对于面内分量,弱Rashba耦合导致一种新型的$S_y$内禀自旋霍尔效应,这完全是由于自旋轨道力驱动的自旋分离。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall
Intrinsic magnetoresistance in metal films on ferromagnetic insulators
我们预测了正常金属中界面Rashba自旋轨道耦合引起的磁电阻效应|铁磁绝缘双层它取决于电流和磁化方向之间的角度,与由自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应的组合作用引起的“自旋霍尔磁阻”机制相同。由于相同的现象,不清楚Nakayama等人报告的磁阻是体金属效应还是界面效应。界面Rashba感生磁电阻可以通过其对金属膜厚度的依赖性而与体金属自旋霍尔磁电阻区分开。
2014-07-14 cond-mat.mes-hall