Current-induced torques in textured Rashba ferromagnets
在具有小自旋-轨道耦合的系统中,磁化上的电流感应扭矩需要非均匀的磁化纹理。对于大的自旋-轨道耦合,即使在磁化方向上没有梯度,也存在这样的转矩。在这里,我们考虑在铁磁金属与Rashba自旋轨道耦合和非均匀磁化的电流感应扭矩。我们首先从现象学上构造了系统对称性所允许的所有转矩,在磁化方向梯度和电场中为一阶。其次,我们使用玻尔兹曼方法来计算自旋轨道耦合中出现的二阶自旋力矩。我们将我们的结果应用到电流驱动的畴壁,并发现畴壁的流动性受到强烈影响的扭矩,导致从自旋轨道耦合和磁化织构的不均匀性之间的相互作用。
2012-05-03 cond-mat.mes-hall
Josephson diode effect via a non-equilibrium Rashba system
Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子能机构先进科学研究中心);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所 emergent matter 科学中心)
研究揭示非平衡Rashba系统在电流偏置下产生约瑟夫森二极管效应的机制,通过隧道哈密顿量建模,发现磁场所致的非平衡态导致耦合不对称,其强度与电极间距、磁场和自旋轨道耦合强度相关。
2026-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Current in Rashba-based Superconducting Nanowires with Geometric Misalignment
我们研究了两个Rashba基超导纳米线之间的几何错位的弱链接的性质。通过施加外部磁场,可以将系统驱动到拓扑非平凡区域。我们表明,约瑟夫森电流可以调制的幅度和符号,通过外加电场的变化,并显着,通过角度控制的自旋轨道锁定失配在纳米线的界面。所提出的设置与未对准的共面纳米线提供了积木配置的操纵通过几何控制的混合/分裂的界面态的相干输运。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Emergence of the magnetic octupole Rashba-Edelstein effect from spin-orbit entanglement
Pohang University of Science and Technology(浦项科技大学);Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院)
该研究揭示自旋轨道纠缠多轨道态可承载磁八极自由度,在拉什巴系统中实现纯磁八极极限,通过磁八极拉什巴-埃德尔斯坦效应电产生非平衡多极磁极化,且其响应可主导传统自旋响应。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall
Chiral damping, chiral gyromagnetism and current-induced torques in textured one-dimensional Rashba ferromagnets
本文研究了具有非共线磁交换场的一维Rashba模型中的吉尔伯特阻尼、光谱旋磁比和电流感生转矩。我们发现由于空间反转不对称性和自旋轨道相互作用(SOI)的结合,左手和右手Néel型磁畴壁的Gilbert阻尼不同,这与最近的手征阻尼实验观察一致.此外,我们发现,也光谱$g$因子不同的左手和右手Néel型畴壁,我们称之为手征旋磁。我们还研究了旋磁比在Rashba模型与共线磁化,在那里我们发现,散射修正的$g$因素消失为零SOI,成为重要的有限自旋轨道耦合,并趋于稳定的旋磁比接近其非相对论值。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall
Superconducting diode effect in diffusive superconductors and Josephson junctions with Rashba spin-orbit coupling
该研究利用准经典方法表征了含Rashba自旋轨道耦合的二维扩散体系的超导二极管效应,揭示了均匀超导体与约瑟夫森结中该效应的不同行为规律,为介观纳米结构的相关实验提供了理论解释。
2024-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tunable Josephson diode effect in Rashba spin-orbit coupled quantum dot junctions
本文理论研究了磁场与Rashba自旋轨道耦合作用下超导量子点结中的约瑟夫森二极管效应,发现栅极电压可将整流系数调至70%,为超导器件设计提供新思路。
2024-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time-Reversal Invariant Topological Superconductivity in Planar Josephson Bijunction
我们考虑了一个薄的$SIS$ $π$ -约瑟夫森结夹在具有强Rashba自旋轨道相互作用的二维半导体层之间的约瑟夫森双结。这些层中的每一个由于邻近诱导的超导性而形成$SNS$结。假设$SIS$结足够薄,使得两个Rashba层隧道耦合。我们表明,通过调整外部门,这个系统可以可控地带入一个时间反演不变的拓扑超导相与Kramers对马约拉纳束缚态被本地化的正常区域的结束大参数相空间。特别是,在强自旋-轨道相互作用的限制,拓扑相可以访问已经在小隧穿振幅的制度。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall
Reversible Modification of Rashba States in Topological Insulators at Room Temperature by Edge Functionalization
The University of Tennessee, Knoxville(田纳西大学诺克斯维尔分校);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Kyung Hee University(庆熙大学)
通过边缘功能化在室温下实现拓扑绝缘体中Rashba态的可逆调控
2025-07-09 cond-mat.mes-hall
Interplay between Topological States and Rashba States as Manifested on Surface Steps at Room Temperature
本研究通过扫描隧道显微镜和第一性原理计算,在室温下观测到Rashba态与拓扑表面态的相互作用,并发现可通过调控Bi2Se3薄膜厚度来操控自旋织构,为量子态控制提供了新机制。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall
Josephson Junction of Nodal Superconductors with Rashba and Ising Spin-Orbit coupling
研究Rashba自旋轨道耦合对Ising超导体节点相的影响,发现特定磁场方向下残余镜面对称性保护节点晶态相,其Josephson结电流相位关系呈现平庸的$2π$周期性。
2024-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stacking switching between correlation-protected radial Rashba field and persistent spin textures in graphene encapsulated by 1T-TaS$_2$ monolayers
Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice(帕沃尔·约瑟夫·沙法里克大学科希策物理研究所);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 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)
通过第一性原理、紧束缚模型和Kubo公式,发现1T-TaS2封装石墨烯的堆叠方式决定电荷-自旋/轨道转换:AA堆叠产生径向Rashba自旋织构和增强的Rashba-Edelstein效应;AA'堆叠形成持久面外自旋织构,且轨道霍尔效应比自旋霍尔效应高三个数量级。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall
Artificial topological insulator realized in a two-terminal Josephson junction with Rashba spin-orbit interaction
提出在含 Rashba 自旋轨道耦合的两端 Josephson 结中利用 AC 磁通和超导相位构造人工一维手性拓扑绝缘体及 Chern 绝缘体。
2024-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson diode effect in multichannel Rashba nanowires: Role of inter-subband coupling
Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院)
研究多通道Rashba纳米线约瑟夫森结中的二极管效应,揭示子带耦合对拓扑相图和二极管响应的影响,发现子带混合可增强二极管效率并实现非反向超导传输优化。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Surface orbitronics: new twists from orbital Rashba physics
当反转对称性在表面被破坏时,自旋-轨道相互作用会引起自旋相关的能量转移-这种现象被称为自旋拉什巴效应。最近,人们已经认识到,自旋Rashba效应的轨道对应物-轨道Rashba效应-即使没有自旋-轨道耦合也可以在表面上实现。在这里,我们提出了一个机制的轨道Rashba效应的基础上sp轨道杂化,这最终导致表面态的电极化的强度。作为一个证明的原则,我们表明,从第一原理,这种效果导致手性轨道纹理的$\mathbf{k}$ -空间的BiAg $_2$单层。在预测的轨道Rashba效应所产生的轨道力矩的大小,我们证明了至关重要的作用,Berry相位理论的大小和变化的轨道纹理。因此,我们预测在表面的各种轨道效应的显着表现,并宣布轨道Rashba效应是表面轨道电子学的一个关键平台。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall
Phase biasing of a Josephson junction using Rashba-Edelstein effect
本文利用 Rashba-Edelstein 效应,通过 Nb-(Pt/Cu)-Nb 平面 Josephson 结直接探测非平衡自旋矩,发现 Fraunhofer 图样在垂直磁场下发生偏移,并证明该器件可作为超导量子电路的无磁相位电池。
2023-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coexisting topological hinges and 1D Rashba states in Bi$_{0.97}$Sb$_{0.03}$ revealed by the Josephson effect
MESA+ Institute, University of Twente(特温特大学 MESA+ 研究所);Van der Waals–Zeeman Institute, IoP, University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学 IoP 范德瓦尔斯-塞曼研究所)
通过约瑟夫森效应研究发现Bi$_{0.97}$Sb$_{0.03}$中存在拓扑棱边态和1D Rashba态,揭示其作为SOTI平台的特性。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magneto-electric coupling in a two-dimensional ballistic Josephson junction with in-plane magnetic texture
我们研究了自旋织构桥的约瑟夫森结,当Rashba和Zeeman相互作用结合在一起时,超导电流和正常区域的面内磁织构之间产生磁电耦合.特别是,我们毫不含糊地获得所谓的异常电流相位关系$j=j_{c}\sinφ+j_{a}\cosφ$在二维弹道约瑟夫森结接近异质结的临界温度,当一个异常电流$j_{a}\neq0$存在,即使在零相位差的超导体之间,是负责的结的磁和电的自由度之间的耦合。这种反常磁电流是由于传播模的手征性和面内磁织构的各向异性共同作用的结果。
2014-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Emergence of radial Rashba spin-orbit fields in twisted van der Waals heterostructures
本文通过第一性原理证明,在扭曲范德华同质双层和异质多层结构中Rashba自旋轨道耦合可呈径向,且能通过电场调控其从径向到切向的转变,为设计自旋-电荷转换和控制超导性提供了新途径。
2024-02-19 cond-mat.mes-hall
Spin Supercurrent, Magnetization Dynamics, and Phi-State in Spin-Textured Josephson Junctions
超导电流的无耗散性质与磁性材料的自旋极化相结合的前景是有趣的,在探索自旋电子学中的超导类似物的主题。为了实现这一目标,关键是要了解自旋超电流如何与磁化织构动态相互作用。我们使用三个实验相关的模型研究了织构磁约瑟夫森电流中自旋超电流的出现和由此产生的磁化动力学:i)具有自旋活性界面的S/F/S结,ii)具有铁磁三层的S/F1/F2/F3/S约瑟夫森结,iii)含有畴壁的约瑟夫森结.在所有这些情况下,超电流是自旋极化的,并在铁磁夹层上施加自旋转移扭矩,从而导致磁化动力学。在干净极限下,利用散射矩阵方法计算了系统的Andreev束缚态和自由能,并将其用于求解Landau-Lifshiftz-Gilbert方程。我们计算了非均匀磁性如何影响电荷超电流的相位依赖性以及自旋超电流引起的磁化动力学。利用一组实际的实验参数,我们发现超导电流可以引起由超导相位差控制的磁化翻转。此外,我们证明了手征自旋对称性破缺和界面散射的综合作用导致系统充当相位电池,可以提供任何超导相位差在基态。这样的一个phi结是伴随着一个异常的超电流出现,即使在零相位差,我们证明了该电流的流动方向是由磁化配置的手性控制。
2014-06-26 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
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
Dynamic Rashba-Dresselhaus Effect
Rashba-Dresselhaus效应是半导体中双简并带极端的分裂,伴随着反向旋转自旋纹理和自旋动量锁定的出现。在这里,我们研究这种效果是如何修改晶格振动。我们发现,在中心对称的非磁性晶体,其中的大量Rashba-Dresselhaus效应是完全禁止的,电子-声子相互作用可以诱导声子辅助的,动态的Rashba-Dresselhaus自旋分裂的存在下,一个平衡的声子人口。特别是,我们展示了如何Rashba,Dresselhaus,或Weyl自旋纹理可以选择性地建立驱动相干红外活性声子,我们进行从头计算来量化这种效果的卤化物钙钛矿。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-triplet supercurrent carried by quantum Hall edge states through a Josephson junction
我们证明了二维电子气中自旋极化的朗道能级可以在两个自旋单重态超导体之间携带自旋三重态超导电流。超导电流的产生是由于正常超导体(NS)界面处的Andreev反射和Rashba自旋轨道耦合的相互作用。我们对比了最低朗道能级下自旋三重态和自旋单重态约瑟夫森效应的电流相位关系和夫琅和费振荡,发现了质的差异。
2011-03-04 cond-mat.mes-hall
Quantum interference patterns around magnetic impurities in a 2D electron gas with strong Rashba spin-orbit interaction
在具有Rashba自旋轨道相互作用的二维电子气中,得到了磁点缺陷周围局域态密度和磁化局域态密度的显式依赖关系.在玻恩近似下,给出了缺陷磁矩的大小和取向以及自旋-轨道相互作用常数α/的任意大小的表达式。在我们的渐近精确公式的基础上,提出了一种确定STM实验中常数α/的方法。新的分析结果进行了比较与数值和近似结果的以前的工作。与以前的工作不同,我们发现,在自旋轨道相互作用的存在下,磁散射不修改的局域态密度和自旋织构所造成的平面取向的缺陷磁矩,弹性散射,不是一个纯粹的平面自旋织构。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
2D SNS junction with Rashba spin-orbit interaction
研究了洁净极限下Rashba自旋轨道相互作用对S-2DEG-S邻近结中超电流的影响。本文将Andreev能级的Beenakker公式推广到自旋轨道散射的情形。自旋轨道诱导的Andreev束缚态的分裂的无限宽的结的预测,并与非零的正常背散射在S/N界面。然而,只要忽略2DEG中的电子-电子相互作用,约瑟夫森电流的半经典平均值对Rashba耦合不敏感。
2005-10-21 cond-mat.mes-hall
Spin Josephson diode effect induced by higher-harmonic spin Josephson currents in a diffusive Josephson junction
National Institute of Technology (KOSEN), Fukui College(福井国立技术大学短期大学部)
该研究在带有Rashba金属层的扩散型约瑟夫森结中,通过推导高次谐波自旋约瑟夫森电流的解析表达式,揭示了无需外部磁场即可产生自旋约瑟夫森二极管效应的机制。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manipulating the spin texture in spin-orbit superlattice by terahertz radiation
研究了具有Rashba自旋-轨道耦合的栅控超晶格在外加太赫兹辐射下的自旋织构。结果表明,自旋密度的局部分布可以通过调节辐射强度来翻转,从而允许具有不同偏振的自旋和光子的受控耦合。
2008-04-02 cond-mat.mes-hall
Signatures of Topological Superconductivity and Josephson Diode Effects on the Magnetocurrent-Phase Relation of Planar Josephson Junctions
University at Buffalo, State University of New York(纽约州立大学布法罗分校);Wayne State University(韦恩州立大学)
研究通过磁电流-相位关系揭示平面约瑟夫森结中的拓扑超导特性及约瑟夫森二极管效应。
2026-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum dots with Rashba spin-orbit coupling
本文研究了自旋轨道耦合对少电子相互作用量子点电子结构的影响。利用自旋密度泛函理论计算了量子点$N$的基态性质随电子数的变化。我们发现由于Rashba效应和交换相互作用的竞争,Hund规则被抑制。面内塞曼场的引入导致了封闭壳层结构中的点的顺磁行为,并在空间中形成自旋织构。
2002-09-23 cond-mat.mes-hall
Orbital Rashba effect in surface oxidized Cu film
最近的实验观察到意外大电流诱导的自旋轨道扭矩在表面氧化铜铁磁体的顶部建议的轨道Rashba效应(ORE)的可能作用。基于这个动机,我们从第一性原理出发,通过考虑Cu(111)薄膜上的氧单层来研究ORE。我们发现,铜膜的表面氧化导致的费米面附近的态的ORE的巨大增强。由此产生的手征轨道纹理在动量空间是非常强的,达到$\sim 0.5\hbar$的大小。我们发现O $p$-态和Cu $d$-态之间的共振杂化是导致ORE出现的原因。我们证明,应用程序的外部电场产生巨大的轨道霍尔电流,这是一个数量级大于自旋霍尔电流中发现的重金属。这意味着"轨道扭矩"机制可能是显着的表面氧化铜/铁磁体结构。它还鼓励通过光学测量,如角分辨光电子能谱实验验证表面氧化铜的轨道纹理。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall
Topological superconductivity in a magnetic-texture coupled Josephson junction
提出一种无需自旋轨道耦合和外部磁场的磁织构耦合约瑟夫森结,实现拓扑超导,其拓扑相由势垒磁化强度和超导相位调控,可通过超电流抑制检测。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-dimensional Square Buckled Rashba Lead Chalcogenides
我们提出的硫化铅(PbS)单层作为一个2D半导体与一个大的Rashba样的自旋轨道效应控制的面外屈曲。在$M$和$Γ$点处,PbS导带具有Rashba型色散和自旋织构,有效Rashba参数分别为$λ\sim5~$ eV $Å~$和$λ\sim1~$ eV $~Å$.利用紧束缚理论,我们证明了Rashba效应来源于Pb和S原子的极大自旋轨道相互作用和混合面内和面外$p$轨道的跳跃项.后者取决于屈曲角,可以通过施加应变来改变自旋织构以及$Γ$和$M$处的Rashba参数来控制。我们的密度泛函理论的结果与紧束缚形式主义提供了一个统一的框架设计Rashba单层和操纵他们的自旋性质。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba interaction in quantum wires with in-plane magnetic fields
我们分析了在自旋轨道耦合和面内磁场存在下弹道准一维系统的光谱和输运性质。我们的研究结果表明,Rashba进动和子带间耦合必须同等对待的波矢量附近的磁场诱导间隙。我们发现,子带间耦合限制了负有效质量的发生在间隙边缘和修改的线性电导曲线在强耦合限制。讨论了磁场对金属丝磁化自旋织构取向的影响。
2005-12-14 cond-mat.mes-hall
Unconventional spin texture in a non-centrosymmetric quantum spin Hall insulator
我们提出,同时存在的Rashba和带反转可以导致一个Rashba的自旋分裂形成的两个带具有相同的面内螺旋自旋织构。由于这种非常规的自旋织构,在边缘和体电导通道中禁止背散射。我们提出了一个新的非中心对称蜂窝晶格量子自旋霍尔(QSH)绝缘体家庭形成的IV,V,和VII元素与此属性。由Bi,Pb和I原子形成的系统是机械稳定的,并且具有60 meV的大的Rashba自旋分裂和0.14 eV的大的非平凡带隙。由于边缘和体态受到TR对称性的保护,与大多数掺杂的QSH绝缘体中发生的情况相反,体态不会对电子输运中的背散射做出贡献,从而允许构建具有较少能量损失的自旋电子器件。
2018-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of the inverse Rashba-Edelstein effect induced by thermal spin injection
本文从理论上研究了铁磁绝缘体与二维电子气结中由温差驱动的逆Rashba-Edelstein效应,利用Boltzmann方程计算诱导电流,并揭示了其与磁化方向、自旋织构和温度的依赖关系。
2024-09-02 cond-mat.mes-hall
Microscopic model for the hidden Rashba effect in YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$
YBaPDMATHABMM $_3$ O $_{6+x}$中的每个晶胞包含一对二维CuO $_2$层。虽然晶体结构是全局反转对称的,但各个层不是。这必然导致CuO $_2$层中的非零Rashba自旋轨道耦合(SOC),每层中的耦合常数具有相反的符号。这些所谓的Rashba双层产生隐藏的自旋纹理,在布里渊区中的每个$k$点处具有消失的净自旋,但在每个层中分别具有非消失的自旋纹理。在这里,我们通过CuO $_2$导带的轨道结构追踪Rashba分裂的微观起源,得到一个通用的三轨道模型哈密顿量,并表明由密度泛函理论预测的自旋分裂的幅度为$\sim 10$ ~meV。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of chiral effects in magnetic textures with spin-orbit coupling
我们提出了一个理论研究的二维空间和时间变化的磁纹理的存在下的自旋轨道耦合(SOC)的Rashba和Dresselhaus类型。我们表明,有效的规范场,由于这些SOC,有助于耗散和反应的自旋力矩在完全相同的方式在电磁学。我们的计算表明,Rashba(Dresselhaus)SOC诱导的界面(体)反转非对称磁性材料的手征耗散。此外,我们发现,除了手性耗散$α_c$,这些SOC也产生旋磁比$\tildeγ_c$的手性重整化,并表明后者是内在地联系在一起,前者通过一个简单的关系$α_c = (τ/τ_{\rm ex}) \tildeγ_c$,其中$τ_{\rm ex}$和$τ$是交换时间和电子弛豫时间,分别。最后,我们提出了一个基于散射理论的计算和研究手征磁体阻尼特性的理论方案。我们的研究结果应该在原则上提供了一个指导材料工程的手征动力学与SOC的磁纹理的影响。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of spin-transfer torques and Gilbert damping induced by Rashba coupling
本文从微观上研究了具有自旋无关高斯白噪声无序的二维Rashba铁磁体的自旋转移矩、吉尔伯特阻尼和有效自旋重整化。Rashba自旋轨道耦合引起的这些现象的各向异性进行了深入的分析。对于两个部分填充自旋子带的情况,建立了各向异性STT,GD和ESR之间的显着关系。在没有磁场和其他磁化力矩的情况下,这种关系对应于具有传导电子的经典漂移速度的磁性织构的电流感应运动。最后,我们计算了系统的自旋极化率,推广了自旋极化电流的概念。
2020-12-07 cond-mat.mes-hall
Magnetic adatom induced skyrmion-like spin texture in surface electron waves
当一个外来原子被放置在金属表面时,周围的电子海会屏蔽额外的电荷,导致振荡或涟漪。在表面上,这些电子有时被限制在二维表面态,由于电子的自旋-轨道相互作用和反转不对称环境产生的Rashba效应,其自旋简并被提升。据信,至少对于单个吸附原子,扫描隧道显微镜测量对Rashba分裂不敏感,即将观察到电荷振荡中的特征。依靠散射理论,我们证明,如果磁性,一个单一的吸附原子是足够的可视化的Rashba效应的存在下,在诱导自旋磁化的周围的电子表现出扭曲的自旋纹理描述为叠加的两个skyrmionic波相反的手征。
2012-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological superconductivity in Rashba semiconductors without a Zeeman field
在这篇手稿中,我提出了新的混合设备的基础上多线/通道Rashba半导体,其中港马约拉纳费米子(MF)没有塞曼场。相反,可以采用磁通量、超电流或电场,从而产生增强的装置可操作性。双纳米线/沟道系统的通用拓扑相图表现出量子临界性和丰富的相互作用的相位与0,1或2 MF每边的功能。最突出的和实验上可行的实现依赖于约瑟夫森结顶部的InAs-2DEG的已经存在的平台。后一种装置的适当设计允许具有1或2个MF的相位,这两个相位在具有单个或双单位电导的零偏置异常峰中都是可检测的。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall
Probing the Rashba effect via the induced magnetization around a Kondo impurity
当单个磁性吸附原子沉积在金属表面时,它会影响周围电子气的电荷和自旋织构,传导电子对局域磁矩的屏蔽会引起近藤效应。本文研究了磁场中Au(111)表面上钴杂质周围的Rashba自旋轨道耦合对局域磁化态密度(LMDOS)的影响。我们发现,在平面内的LMDOS组件是专门与Rashba自旋轨道相互作用。通过在近藤杂质周围进行自旋极化STM测量,可以在实验上利用这一观察结果来确认表面上存在Rashba效应,例如Au(111)。
2013-04-11 cond-mat.mes-hall
Spin pumping of two-dimensional electron gas with Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions
我们从理论上考虑了铁磁绝缘体(FI)和二维电子气(2DEG)之间的结中的自旋泵,其中Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用共存。使用二阶微扰理论,我们推导出的铁磁共振(FMR)实验中的界面交换耦合的情况下,线宽的增加。我们澄清了吉尔伯特阻尼的增强取决于谐振频率和自旋取向的FI。我们表明,这种设置的FMR实验可以提供信息的自旋纹理的2DEG在费米表面。
2021-08-07 cond-mat.mes-hall
Anisotropic topological superconductivity in Josephson junctions
研究了磁各向异性和晶体各向异性对平面约瑟夫森结(JJ)拓扑超导态的影响。在只有Rashba自旋-轨道耦合(SOC)的结中,拓扑相图对超导方向不敏感,但对磁场方向有很强的依赖性。然而,当Rashba和Dresselhaus SOC共存时,拓扑相图强烈地依赖于磁场和结晶体取向。我们研究了磁和晶体各向异性的电流相位关系(CPR),能谱和拓扑间隙的相位偏置的JJ,其中的结连接在一个回路和超导相位差是固定的一个循环线程的磁通量的影响。各向异性CPR可用于提取无磁通量的相位无偏JJ中的基态相位(即,使系统自由能最小化的超导相位差)行为。在适当的条件下,相位未偏置的JJ可以通过旋转面内磁场来自调谐到拓扑超导状态或自调谐出拓扑超导状态。拓扑转变发生的磁场方向强烈依赖于结晶体学取向和Rashba和Dresselhaus SOC之间的相对强度。我们发现,对于一个最佳的实际应用,其中结具有拓扑超导性与一个相当大的拓扑间隙,一个仔细的平衡的磁场方向,结的晶体取向,和相对强度的Rashba和Dresselhaus SOC是必需的。我们讨论了必须采取的各种结类型和参数,以实现这种平衡的考虑。
2022-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Two dimensional electron liquid in the presence of Rashba spin-orbit coupling: symmetric momentum space occupation states
局部电子自旋量子化轴在动量空间中的取向被确定为在Rashba自旋轨道耦合的存在下确定二维电子液体的状态的最重要的物理变量。在平均场论中,可以识别出几个相位,其特征在于简单的对称动量空间占据。这个问题承认统一的顺磁性以及自旋极化手性解决方案。后者在动量空间中具有非平凡的自旋纹理,并且由非相互作用哈密顿量的解的状态构造而成。本文还讨论了广义手征性的概念以及空间均匀态的稳定性。
2007-02-03 cond-mat.mes-hall
Effects of spin-orbit coupling and spatial symmetries on the Josephson current in SNS junctions
考虑Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用、任意取向的磁场、无序和结构不对称性,我们分析了二维超导体-半导体-超导体结中临界电流干涉图样的对称性.我们将图案的对称性与哈密顿量中对称性的存在或不存在联系起来,这提供了易于测量的量与自旋轨道耦合和结的其他对称性之间的定性联系。我们支持我们的分析与数值计算的约瑟夫森电流的基础上的微扰膨胀到八阶之间的正常区域和超导体的隧道耦合。
2016-02-16 cond-mat.mes-hall
Algebraic decay of the nonadiabaticity arising through chiral spin transfer torque in magnetic domain walls with Rashba spin-orbit interaction
通过求解磁畴壁内巡游电子的薛定谔方程,从理论上研究了无空间反演对称性的二维电子气系统的自旋转移矩.由于存在的Rashba自旋轨道耦合引起的破缺反转对称性,自旋转移扭矩是手性和nonadiabaticity,这是定义来衡量的非绝热,类场扭矩的相对重要性的绝热,阻尼类扭矩,表现出一个反幂律衰减的畴壁宽度的增加。这种代数衰减比在没有Rashba自旋轨道耦合的系统中观察到的指数衰减慢得多,并且可以在利用磁拓扑纹理(诸如磁畴壁和skyrmions)的自旋电子器件的创新设计中找到应用。
2020-06-01 cond-mat.mes-hall
Odd-frequency Pairing in Josephson Junctions Coupled by Magnetic Textures
Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Uppsala University(乌普萨拉大学);Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)(西班牙国家研究委员会)
研究铁磁纹理耦合约瑟夫森结中奇频率超导性和马约拉纳物理的可控平台,分析不同磁性和几何条件下诱导配对和能谱特性,揭示拓扑相中马约拉纳束缚态与鲁棒奇频率等自旋三重态配对共存的特性。
2025-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge and Spin Effects in Mesoscopic Josephson Junctions
本文研究了低维超导弱链中的电荷和自旋效应。第一部分综述了超导体/Luttinger液体/超导体结中电子-电子相互作用的影响。这种介观混合系统的实验实现可以是单个的单壁碳纳米管,其桥接两个大块超导体之间的间隙。通过一个Luttinger液体在完美和不良传输结的限制直流约瑟夫森电流进行评估。讨论了SNS长结中的约瑟夫森效应与卡西米尔效应之间的关系。在论文的第二部分中,我们回顾了有关Zeeman和Rashba相互作用对二维电子气中制备的弹道S/QW/S结热力学性质影响的最新结果。结果表明,在磁控结中,存在产生共振库珀对跃迁的条件,这种跃迁导致隧道结中的巨超电流和多通道SNS结的巨磁响应。预测了在与超导体连接的一维量子线中,塞曼和Rashba相互作用的联合作用所引起的超导电流。
2004-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
First-principles study of spin texture and Fermi lines in Bi(111) multi-layer nanofilm
我们进行了一个完全相对论性的第一性原理密度泛函计算研究铋(Bi)(111)多层纳米膜的表面状态,多达20个Bi双层,并研究了Bi表面上的Rashba效应和自旋织构。在费米线上发现了一个巨大的离面自旋态,离面自旋分量的最大值约为总自旋的40%。我们还评估了Rashba参数$α_R \simeq 1.9 {\rm eV}\cdot$的使用的表面态带,这是埋在体状态,在-0.32 eV以下的费米能量。
2017-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hallmarks of non-trivial topology in Josephson junctions based on oxide nanochannels
研究氧化物界面准一维约瑟夫森结的拓扑性质,发现小磁场下临界电流增强及电流-相位锯齿状轮廓,将其归因于边缘钉扎的Majorana束缚态,为识别受限Rashba体系中的拓扑超导提供了判据。
2022-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana splitting from critical currents in Josephson junctions
一种具有强Rashba自旋轨道耦合的半导体纳米线与超导体耦合,可以通过外部塞曼场调谐到具有Majorana零模的拓扑相。在这里,我们从理论上研究如何在约瑟夫森结这种接近纳米线的基础上,这种奇特的拓扑超导体相体现。特别是,我们专注于临界电流在短结限制($L_{\rm N}\ll ξ$,其中$L_{\rm N}$是结的长度和$ξ$是超导相干长度),并表明它们包含重要的信息,非平凡的拓扑结构和马约拉纳。这包括在拓扑过渡的间隙反转的签名和一个独特的振荡模式,起源于马约拉纳干扰。有趣的是,这种模式可以通过调整跨结的传输来修改,从而提供了马约拉纳及其能量分裂超出标准隧道光谱实验的补充证据,同时凭借约瑟夫森效应提供了进一步的可调谐性。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall
Josephson transistor from the superconducting diode effect in domain wall and skyrmion magnetic racetracks
本研究提出利用磁赛道上的畴壁、斯格明子等磁织构调控约瑟夫森结的超导二极管效应,实现无外场和本征Rashba自旋轨道相互作用的约瑟夫森晶体管,为低温存储器件提供新型读出方案。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con