Efficient Magnon Injection and Detection via the Orbital Rashba Edelstein Effect
本研究利用电荷电流与轨道角动量间的相互转换,在Pt/CuOx电极接触磁性绝缘体的纳米器件中显著提升了磁振子自旋注入与检测效率,并揭示了正逆轨道Rashba Edelstein效应效率的不一致性。
2024-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear spin and orbital Edelstein effect in WTe2
本文发现少层WTe2中存在非线性埃德尔斯坦效应,观测到电流诱导的平面外磁化具有二次谐波响应且与电流呈二次方依赖,揭示轨道自由度起主导作用并可通过自旋轨道耦合产生非线性自旋埃德尔斯坦效应。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced spin and orbital polarization in the ferroelectric Rashba semiconductor GeTe
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg(哈勒-维滕贝格马丁路德大学);Univ. Grenoble Alpes, CEA, CNRS, SPINTEC(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、自旋电子学中心);Université Grenoble Alpes, CEA, Leti(格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、微电子和技术研究所);Institut Universitaire de France(法兰西学院);Max Planck Institute of Microstructure Physics(马克斯·普朗克微结构物理研究所)
研究揭示了铁电 Rashba 半导体 GeTe 中电流诱导的轨道极化主导自旋极化,通过轨道 Edelstein 效应的显著优势展示其独特物理机制。
2025-08-14 cond-mat.mes-hall
Chirality-induced orbital Edelstein effect in an analytically solvable model
本研究提出最小模型,通过解析计算揭示手性诱导轨道埃德尔斯坦效应机制,并证明碲中轨道贡献远超自旋贡献。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Edelstein effect of electronic itinerant orbital motion at edges
本研究聚焦边缘处原子间轨道角动量引发的轨道Edelstein效应,通过晶格模型揭示边缘OAM累积及电子摆动的作用,指出无体边对应,拓展了轨道物理到高阶拓扑绝缘体的研究范围。
2024-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-induced selectivity of angular momentum by orbital Edelstein effect in carbon nanotubes
该研究揭示手性碳纳米管因轨道埃德尔斯坦效应产生手性诱导的轨道选择性,其磁化率与手性角奇相关、随能量二次增长,可通过掺杂或栅压调控,用于产生自旋/轨道极化电流,在自旋轨道电子学和量子计算中有应用潜力。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Colossal orbital-Edelstein effect in non-centrosymmetric superconductors
本研究发现在非中心对称超导体中,超电流诱导的轨道磁化强度比自旋诱导的大一个数量级以上,产生巨轨道埃德尔斯坦效应,其符号可调且具有鲁棒性,为多轨道超导体磁电效应的检测提供了明确标志。
2025-01-27 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
Large Chiral Orbital Texture and Orbital Edelstein Effect in Co/Al Heterostructure
针对Co/Pt异质结插Al层后扭矩大幅增强的实验现象,通过第一性原理计算揭示Co/Al界面的轨道Rashba效应引发大尺寸手性轨道织构,进而产生强电流诱导扭矩,为实验提供理论支撑并推动轨道输运在轻元素全金属磁性系统的应用。
2024-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital angular momentum of Bloch electrons: equilibrium formulation, magneto-electric phenomena, and the orbital Hall effect
本文综述Bloch电子轨道角动量在平衡与非平衡体系中的动力学,梳理轨道Edelstein效应、轨道霍尔效应、轨道力矩及其逆效应的理论与实验进展,并展望orbitronics。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall
Skew-scattering-induced giant antidamping spin-orbit torques: Collinear and out-of-plane Edelstein effects at two-dimensional material/ferromagnet interfaces
重金属/铁磁体界面具有体材料中不存在的涌现自旋轨道效应。由于自旋、电荷和轨道自由度之间固有的强耦合,这种系统为技术上寻求的自旋-轨道扭矩(SOT)提供了一个平台。然而,纯粹的界面antidamping SOT的微观起源,特别是在最终的原子薄的限制,已被证明是难以捉摸的。在这里,使用二维(2D)的范德华材料作为界面现象的试验台,我们解决这个问题的微观框架占能带结构的影响和杂质散射平等的立足点和非微扰。一些非常规的和可测量的效果进行预测,其中最显着的是一个巨大的增强的antidamping SOT在稀无序极限引起的强大的斜散射机制,这是操作在现实的接口,并不需要磁性杂质。新公布的斜散射机制激活丰富的半经典自旋-电荷转换效应,在文献中没有注意到,包括共线Edelstein效应与非平衡自旋极化与所施加的电流的方向一致。
2020-12-26 cond-mat.mes-hall
Tailoring neuromorphic switching by CuNx-mediated orbital currents
电流感生自旋轨道力矩(SOT)被认为是驱动自旋轨道电子器件中神经形态行为的一种很有前途的机制。重金属基磁性异质结构中的强SOT主要归因于自旋轨道耦合(SOC)引起的自旋霍尔效应(SHE)和/或自旋Rashba-Edelstein效应(SREE)。最近,已经提出了诸如轨道角动量(OAM)诱导的轨道霍尔效应(OHE)和/或轨道Rashba-Edelstein效应(OREE)的无SOC机制,以产生与来自常规自旋霍尔机制的那些相当大的扭矩。在这项工作中,我们表明,轨道电流可以有效地产生氮化轻金属铜。通过调整氮掺杂浓度,Pt/Co/CuNx磁性异质结构中的整体类阻尼SOT效率(包括自旋电流和轨道电流贡献)可以在~ 0.06至0.4之间进行调整。电流感应磁化翻转进一步验证了这种轨道电流的有效性,临界翻转电流密度低至Jc ~ 5 x 10^10 A/m2。最重要的是,在这种异质结构中可以观察到轨道电流介导的忆阻开关行为,这表明巨大的SOT和有效的磁化开关是忆阻开关适用窗口的折衷。我们的工作提供了深入了解轨道电流可能在SOT神经形态器件中发挥的作用,并为制造节能的自旋轨道器件铺平了新的道路。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling and the Edelstein effect at conducting ferroelectric domain walls
Department of Physics & Astronomy, Trent University(特伦特大学物理与天文学系)
研究铁电畴壁处的自旋-轨道耦合与埃德尔斯坦效应,揭示2DEG的Ising自旋纹理及可测量的电流诱导磁化效应。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall
Shape dependence of Edelstein and magnetoelectric effects in the V-shaped model
Graduate School of Science, Hokkaido University(北海道大学理学研究科)
本文研究了V形一维链模型中磁电效应(包括非磁性和磁性起源)的形状依赖性和微观机制,通过建立基于对称性的框架,将局部几何结构与磁电响应联系起来,揭示了几何诱导的磁电机制。
2026-10-30 cond-mat.mes-hall
Theory of spin and orbital charge conversion at the surface states of Bi_{1-x}Sb_x topological insulator
本文通过多轨道紧束缚方法研究了Bi_{0.85}Sb_{0.15}拓扑绝缘体表面态中的轨道动量锁定与轨道Rashba-Edelstein电荷转换效应,为解释THz-TDS实验中的自旋-电荷转换现象提供理论依据。
2025-01-03 cond-mat.mes-hall
Interface-driven spin-torque ferromagnetic resonance by Rashba coupling at the interface between non-magnetic materials
Rashba-Edelstein效应源于电子的自旋与其动量之间的相互作用,该相互作用由界面或表面处的自旋-轨道相互作用引起。结果表明,逆Rashba-Edelstein效应可用于将自旋电流转换为电荷电流。在这里,我们证明了Bi/Ag Rashba接口甚至可以驱动相邻的铁磁体共振。我们采用了自旋扭矩铁磁共振激发/检测计划,这是最初开发的散装自旋轨道效应,自旋霍尔效应。在我们的实验中,直接Rashba-Edelstein效应从驱动相邻坡莫合金(Py,Ni 80 Fe 20)层中的磁化旋进的交变充电电流产生振荡自旋电流。磁化动态的电检测是通过由各向异性磁阻引起的时间相关的多层电阻的整流机制来实现的。
2015-08-06 cond-mat.mes-hall
Orbital Angular Momentum Textures and Currents in a Discrete Helix: Equilibrium and Linear Response
Universidad San Francisco de Quito(基多圣弗朗西斯科大学);Université de Lorraine(洛林大学);Arizona State University(亚利桑那州立大学)
本文研究了单螺旋链中轨道角动量纹理与电流的生成机制,发现奇性动量区域导致非零纹理,且在电场作用下产生轨道Edelstein响应,支持通过轨道途径实现螺旋导体的自旋选择性。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall
Quantitative analysis of vectorial torques in thin 3d Co ferromagnet using orbital-spin conversion
本研究采用二次谐波霍尔技术,定量分析含自然氧化铜层与铂轨道-自旋转换层的钴铁磁体系中轨道与自旋电流的转矩贡献,证实界面轨道电流的产生机制及作用尺度。
2025-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large enhancement of Edelstein effect in Weyl semimetals from Fermi-arc surface states
外尔半金属的一个显著特征是它们的拓扑性质以费米弧表面态的形式表现出来。在最近的计算\cite{Johansson2018},电流诱导的自旋极化或埃德尔斯坦效应已被预测,在半经典玻尔兹曼理论,强烈放大外尔半金属TaAs由于费米弧的存在。受此结果的启发,我们计算了一个有效的模型的反演对称性破缺Weyl半金属中存在的接口使用线性响应理论的Edelstein响应。标量杂质的散射被包括在内,并在自洽梯形近似内计算顶点修正。在化学势接近外尔点时,我们发现表面态在界面附近的响应比体态强约一到两个数量级。在较高的化学势下,界面附近的表面态响应降低到与体态响应相同的数量级。我们把这种现象归因于费米弧态和体态在能量接近外尔点处的退耦。像一维手征费米子一样有效分散的表面态变得几乎无耗散。这导致了一个大的表面顶点校正,因此,表面状态的Edelstein响应的强烈增强。
2021-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inverse Orbital Torque via Spin-Orbital Entangled States
虽然在各种结构中已经通过实验发现了轨道电流引起的电流转矩,但迄今为止还没有证据证明其相互作用。在这里,我们报告的YIG/Pt/CuOx(YIG = Y3 Fe 5 O 12)介导的Pt中的自旋轨道纠缠电子态的强逆轨道力矩的实验证据。通过铁磁共振自旋泵浦和自旋Seebeck效应从YIG向Pt注入自旋电流,我们发现了明显的反自旋霍尔效应信号。虽然部分信号被解释为由于Pt中的逆自旋轨道霍尔效应,但我们也发现与YIG/Pt中的信号相比,YIG/Pt/CuOx结构中的信号显著增加。我们将其归因于Pt中自旋轨道纠缠态介导的Pt/CuOx界面的逆轨道Rashba-Edelstein效应。我们的工作为理解非平衡态下的自旋轨道纠缠物理铺平了道路,并为轨道电子器件应用中的轨道电流的电检测提供了一种方法。
2022-09-30 cond-mat.mes-hall
Non-trivial charge-to-spin conversion in ferromagnetic metal/Cu/Al2O3 by orbital transport
有效的自旋/电荷相互转换是开发创新的基于自旋的器件所期望的。迄今为止,相互转换都是利用重原子元素进行的,重原子元素的强自旋-轨道相互作用通过自旋霍尔效应和Edelstein效应实现相互转换。我们展示了高效的电荷到自旋转换的铁磁金属/Cu/Al 2 O3三层,其中不包含任何重元素。由此产生的自旋扭矩效率高于由诸如Pt和Bi的重元素组成的常规自旋Hall和Rashba系统。我们的实验结果定性偏离所产生的自旋输运的典型行为。然而,它们令人惊讶地与轨道运输产生的行为一致。因此,我们的研究结果表明了一个新的方向,有效的电荷到自旋转换通过轨道运输。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall
Direct visualization of Rashba-split bands and spin/orbital-charge interconversion at KTaO$_3$ interfaces
Rashba接口已经成为通过直接和逆Edelstein效应进行自旋-电荷相互转换的有前途的平台。值得注意的是,基于氧化物的二维电子气(2DEG)显示出大的和栅极可调的转换效率,如通过传输测量所确定的。然而,氧化物2DEG中的Rashba分裂带的直接可视化是缺乏的,这阻碍了对其丰富的自旋轨道物理的深入理解。在这里,我们调查KTaO $_3$-2DEG和证据的Rashba分裂带使用角分辨光电子能谱。拟合的紧束缚哈密顿量的频带,我们提取的有效Rashba系数,并带来洞察复杂的多轨道性质的能带结构。我们的计算揭示了非常规的自旋和轨道纹理,表现出补偿效应,从强烈依赖于面内各向异性的准简并带对。我们计算了带分辨自旋和轨道Edelstein效应,并预测互转换效率超过其他氧化物2DEG的互转换效率。最后,我们提出了Rashba系统的设计规则,以优化自旋-电荷互转换性能。
2022-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Giant perpendicular Edelstein polarization in 2D compensated magnets via bichromatic Floquet driving
Georgetown University(乔治城大学);Uppsala University(乌普萨拉大学);Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理学研究所);Czech Academy of Sciences(捷克科学院)
通过结合Rashba自旋轨道耦合与双色Floquet驱动,在二维交变磁体及更广泛非常规自旋极化磁体中激活了巨垂直Edelstein极化,其由轨道主导且受通用选择定则支配,为垂直存储写入提供新机制。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of the orbital Hall effect in a light metal Ti
本文首次在轻金属Ti中直接观测到轨道霍尔效应,通过Kerr旋转测量和轨道矩测量验证了轨道角动量作为电控磁性新机制的重要性。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall
Exact theory of chirality-dependent p-wave magnetism and Edelstein effect in spin spirals
Martin Luther University Halle-Wittenberg(哈勒-维滕贝格马丁路德大学)
研究自旋动量锁定能否仅由磁手性产生,通过求解电子与自旋螺旋耦合的最小紧束缚模型,揭示仅磁手性在无自旋轨道耦合时产生自旋极化的机制,建立超越传统范式的手性诱导自旋相关效应的最小精确可解模型。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Polarization driven by Itinerant Orbital Angular Momentum in van der Waals Heterostructures
本文提出利用巡游轨道角动量在van der Waals异质结构中产生面外自旋极化以操控磁性材料,发现低对称性TMD单层中巡游OAM远超自旋响应,并可通过界面转移诱导铁磁体磁化动力学,为低功耗存储设备提供了高效电控磁化新机制。
2025-07-16 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
Relativistic Spin-Lattice Interaction Compatible with Discrete Translation Symmetry in Solids
针对固体中旋转对称性破坏导致轨道角动量算符定义不良的问题,提出基于全相对论相互作用 Bloch 表示的替代框架,推导出与电子自旋直接耦合且保持离散平移对称性的场,兼容静态和含时密度泛函理论,更有效地描述 Edelstein 和自旋霍尔效应。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall
Electric Field-Induced Kerr Rotation on Metallic Surfaces
结合密度泛函理论与光学建模,揭示金属薄膜电场诱导克尔旋转源于轨道 Edelstein 效应与表面 Pockels 效应的双重贡献,且二者对偏振光旋转影响不同。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.app-ph
Orbital Hall effect in spin-3/2 hole-doped semiconductors and its implications for orbitronics
The University of New South Wales(新南威尔士大学)
本文提出p型半导体(特别是Ge)作为轨道电子学平台,发现五种常见半导体中体空穴的轨道霍尔电导率比自旋霍尔效应高2-3个数量级,并指出p型Ge和Si是研究轨道转矩的理想平台。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall
Unidirectional orbital magnetoresistance in light metal/ferromagnet bilayers
本文报道了在自然氧化的Cu/Co双层膜中,由电流引起的非平衡轨道动量引起的单向磁电阻效应。由于轨道Rashba-Edelstein效应改变Co厚度和温度时,轨道UMR与扭矩效率成比例,反映了它们的共同起源。我们将UMR归因于铁磁层中的轨道相关电子散射和轨道-自旋转换。与自旋电流引起的UMR相反,磁振子对轨道UMR的贡献在薄Co层中不存在,这归因于低能磁振子和轨道电流之间缺乏耦合。磁振子贡献的UMR出现在Co层厚约5 nm,这是可比的轨道到自旋的转换长度。我们的研究结果提供了深入了解轨道到自旋动量转移过程相关的优化自旋电子器件的基础上轻金属和轨道输运。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ge as an orbitronic platform: giant in-plane orbital magneto-electric effect in a 2-dimensional hole gas
School of Physics, The University of New South Wales(新南威尔士大学物理学院)
本文研究了Ge中二维空穴气体的巨量平面内轨道磁电效应,发现其OAM密度高达10^12 ħ/cm²,且比Rashba-Edelstein效应大一个数量级,为轨道电子器件的发展提供了新方向。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall
Theory of nonlinear spin transport in chiral conductors
Scuola Normale Superiore(高等师范学院);Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa(比萨大学物理系)
提出轨道埃德尔斯坦效应框架解释手性诱导自旋选择性(CISS)效应,揭示其与弱自旋轨道耦合和自然光学活性的关联。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetization from interface reflections in a conductor with charge current
本文提出导体平坦界面可作为长程斜散射体,在平行电流下因顺、逆时针反射失衡产生线性分布的净轨道磁化,并可由空间分辨 Kerr 效应测量验证。
2025-02-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Triplet superconductivity by the orbital Rashba effect at surfaces of elemental superconductors
本文通过第一性原理证明,无自旋轨道耦合的简单超导体表面可产生超流驱动的自旋三重态密度,其机制为超导非相对论轨道 Rashba Edelstein 效应,并表明轨道物理是超导二极管效应的主导因素。
2025-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Spin texture driven spintronic enhancement at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
最近的实验表明,过渡金属氧化物异质结构,如SrTiO $_3$基界面,表现出大的,栅极可调,自旋电子响应。我们的理论研究展示了关键因素控制的转换幅度,测量的逆Edelstein和自旋霍尔效应,以及它们的演变相对于静电掺杂。反应的起源可以与自旋轨道纹理联系起来。这些干在界面处的反转对称性的破坏产生了一种不寻常的形式的界面自旋轨道耦合,提供了一个大的原子自旋轨道贡献是存在的。这些观测量的振幅和变化是这些材料的多轨道子带结构的直接后果,具有避免和拓扑交叉。带间贡献的系数导致增强的响应和非单调的演变与掺杂。我们强调这些影响,使用分析方法和低能量建模。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torques from topological insulator surface states: Effect of extrinsic spin-orbit scattering on an out-of-plane magnetization
铁磁体/拓扑绝缘体(FM/TI)界面上自旋轨道矩(SOT)的起源还不完全清楚。理论已经压倒性地集中在Edelstein效应由于在标量散射势的存在下的表面状态。我们在这里调查的贡献SOT由于外在的自旋轨道散射的表面状态,专注于平面外磁化的情况下。我们发现,自旋轨道散射带来了相当大的重整化的类场SOT,超过20 $\%$在更大的强度的外部自旋轨道参数。由此产生的SOT表现出最大的费米能量,磁化强度和非本征自旋轨道强度的函数。类场SOT随无序强度的增加而减小,而类阻尼SOT与杂质浓度无关。考虑到实验观察,我们还确定了非本征自旋轨道散射的异常霍尔效应的作用。我们的研究结果表明,外在的自旋轨道散射是一个显着的贡献者的表面SOT源于Edelstein效应时,磁化是出平面。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase-selective orbital-charge conversion in $\mathrm{MoTe_2}$
Universidade Federal de Pernambuco(巴西联邦伯南布哥大学);Universidade Federal de Viçosa(巴西联邦维索萨大学);Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF)(巴西物理研究中心)
本文通过厚度驱动的结构相变,在MoTe2中实现了相选择性的轨道-电荷转换,金属1T'相表现出额外的横向电荷转换信号,归因于轨道Rashba-Edelstein机制。
2026-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Strain Tunable Berry Curvature Dipole, Orbital Magnetization and Nonlinear Hall Effect in WSe2 Monolayer
在时间反演对称性破缺系统中,电子拓扑结构通常与Berry曲率有关,Berry曲率可以引起反常的霍尔效应.本征单层过渡金属二硫属化物具有两个不等价的K和K'谷,Berry曲率符号相反,从而消除了体系中的反常霍尔效应。在这里,我们报告的实验实现的Berry曲率在一个单一的谷单轴应变打破C3 v对称性WSe 2单分子层。因此,虽然K谷和K'谷的Berry曲率本身仍然相反,但这两个谷对非零Berry曲率偶极子的贡献是相等的。在施加电场时,出现的Berry曲率偶极子将导致面外轨道磁化,这进一步诱导对E^2具有线性响应的异常霍尔效应,称为非线性霍尔效应。利用门控技术研究了中等空穴掺杂的WSe_2单层薄膜的非线性霍尔效应的应变调制输运特性。二次谐波霍尔信号与电场呈二次函数关系,对应的轨道磁化强度单位电流密度可达60。与具有面内自旋极化的传统Rashba-Edelstein效应相比,这种电流诱导的轨道磁化沿着面外方向,从而有望实现垂直磁化的高效电开关。
2021-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of significant spin current generation in Ti/FeCoB bilayers with strong interfacial spin-orbit coupling
经过近十年的理论和实验研究,金属磁性界面上的界面自旋轨道耦合(ISOC)能否有效地产生自旋电流仍存在争议。在这里,利用Ti/FeCoB双层膜,是独特的可忽略的散装自旋霍尔效应和强可调ISOC,我们建立了没有显着的电荷-自旋转换在磁性界面通过自旋-轨道过滤效应或Rashba-Edelstein(类)效应,即使当ISOC是强于一个典型的Pt/铁磁体接口,可以促进强垂直磁各向异性。我们还发现在三维Ti中存在一个极小的轨道霍尔效应。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Transport and Accumulation in 2D Weyl Fermion System
本文利用Kubo方法研究了干净极限下二维Weyl费米子系统的自旋霍尔效应和Rashba-Edelstein效应。自旋输运仅仅是由于在这种强自旋轨道耦合(SOC)系统中的自旋力矩电流,并且具有势强度$V$和尺寸$a$的非SOC标量杂质的手性自旋翻转散射引起自旋霍尔效应的偏斜散射机制。关键的结果是合成的自旋霍尔角具有固定的符号,其中$θ^{SH} \sim O \left(\tfrac{V^2}{v_F^2/a^2} (k_F a)^4 \right)$是$k_F a$的强依赖函数,其中$k_F$和$v_F$分别是费米波矢和费米速度。因此,这允许通过调节费米能量或杂质尺寸来调谐SHE的可能性。
2017-10-18 cond-mat.mes-hall
Kinetic magnetoelectric effect in topological insulators
动力学磁电效应是Edelstein效应的轨道模拟,并提供了额外的自由度来通过充电电流控制磁化。在这里,我们从理论上提出了一个巨大的动力学磁电效应在拓扑绝缘体和解释的拓扑表面电流的结果。我们建立了拓扑绝缘体表面哈密顿量的动力学磁电效应理论,并通过直接数值计算表明它能很好地描述结果。这种动力学磁电效应取决于表面的细节,这意味着它不能被定义为一个整体量。我们认为,陈氏绝缘体和Z_2拓扑绝缘体可以是一个平台,与金属相比,具有5 - 8个数量级的大动力学磁电效应,因为电流只沿表面流动。我们证明了拓扑绝缘体中存在所述效应,确定Cu $_2$ ZnSnSe $_4$作为潜在的候选者。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Nernst Effect of Magnons
在过去,磁振子已被证明在各种系统中介导自旋的热输运。在这里,我们揭示了标量自旋手征的基本耦合,固有的磁振子,在系统中的电子自由度可以导致产生相当大的轨道磁化和轨道角动量的热输运。我们证明了后者的轨道能斯特效应现象的出现,通过参考自旋波哈密顿的戈薇铁磁体,预测在广泛的系统中的磁振子响应于施加的温度梯度进行的轨道角动量的横向电流可以掩盖伴随的自旋电流。我们认为,发现的效果从根本上与拓扑霍尔效应的波动磁铁,它可以利用在磁振子装置产生磁振子轨道力矩。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall
Insights into the orbital magnetism of noncollinear magnetic systems
轨道磁矩通常与相对论自旋轨道相互作用有关,但最近发现非共线磁结构也可以是它的驱动力。这不仅对磁性skyrmions很重要,而且对其他非共线结构也很重要,无论是块状结构还是纳米级结构,其实验检测结果都很重要。在这项工作中,我们提出了一个极小模型,它包含了相对论自旋轨道相互作用和磁非共线对轨道磁性的影响。一个层次的模型进行了讨论,在一步一步的方式,突出的平移和自旋和轨道角运动的时间反演对称性破缺的作用。自旋-轨道和轨道-轨道型耦合被认为是由磁非共线引起的。我们恢复的原子贡献的轨道磁矩,和一个非本地的,由于存在循环的束缚电流,探索不同的平衡之间的动能,自旋交换相互作用,和相对论性自旋轨道相互作用。标量自旋手征的连接进行检查。磁非共线驱动的轨道磁性是大多数未被探索的,所提出的模型有助于奠定基础。
2017-07-14 cond-mat.mes-hall
Scalar Spin Chirality from Dissipative Pumping and Lamb-Shift Precession
China Agricultural University(中国农业大学);Renmin University of China(中国人民大学)
该研究针对三角三量子点中循环电流随偏置反转的不明起源,提出耗散隧穿制备轨道赝自旋、虚拟电荷涨落产生兰姆场的机制,通过储库诱导的轨道 Hanle 效应将轨道极化转化为标量自旋手性,经层级计算验证了低偏置反转与手性进动的特性。
2026-11-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Local magnetic resonance of scalar spin chirality
Universidad de Alicante(阿利坎特大学);International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)(伊比利亚纳米技术国际实验室)
本研究针对具有标量自旋手征的量子态轨道磁矩无法直接测量的问题,提出利用局域驱动打破循环对称性激活手征性改变跃迁的方法,通过Lindblad模拟在多种自旋平台上验证了可实验观测的特征信号,为直接测量该轨道磁矩提供了途径。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Intrinsic Orbital Nernst Effect in Real Photonic Bands
Tiangong University(天津工业大学)
该研究预测真实布洛赫模式的倒易光子晶格中存在本征轨道能斯特效应,揭示了由角密度偶极子承载的热角输运新机制,通过控制实验验证了其原理。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics