外磁场中Hubbard系统的表面传导电子能和自旋波

讨论了在外磁场中Hubbard系统的表面传导电子能和自旋波,发现在外磁场中Hubbard系统表面传导电子能明显不同于系统内部传导电子能,这正好可以解释在固体表面其特性是有异常的.对于自旋波谱的研究发现,由于外磁场的介入,自旋波谱不仅与自旋向上和向下的电子数有关,而且由于外磁场的存在而变得较为复杂.     

由Rashba效应和横向自旋轨道耦合诱发的量子点接触中的0.7反常结构研究

本文研究了在非对称限制势下由Rashba效应和横向自旋-轨道耦合诱发的量子点接触系统中的反常量子输运行为. 研究发现,在一定范围的Rashba相互作用强度下, 电导在0.8×2e2/h附近有一个较弱的坪台. 该坪台电导的值与非对称限制势的偏压有关. 在某个范围的偏压下, 它会随着偏压的增大而减小. 另外, 由于Rashba自旋-轨道耦合效应, 在非对称限制势作用下电子将会自旋极化. 因此, 在没有任何外加磁场的情况下, 采用纯电学手段即可做成量子点接触自旋偏振器.     

磁场对体心立方双层铁磁性薄膜中的自旋波能谱的影响

采用界面重参数化方法,在周期性边界条件下严格求解了界面铁磁耦合的体心立方异质型双层铁磁性薄膜自旋波本征值问题,研究了两层薄膜中自旋波能带结构.在此基础上重点讨论了垂直于膜面的外加磁场对自旋波能带结构的影响,结果表明,磁场对自旋波的能带结构有很大的影响,足够大的磁场可以使体模消失.     

由Rashba效应和横向自旋轨道耦合诱发的量子点接触中的0.7反常结构研究（英文）

本文研究了在非对称限制势下由Rashba效应和横向自旋-轨道耦合诱发的量子点接触系统中的反常量子输运行为.研究发现,在一定范围的Rashba相互作用强度下,电导在0.8×2e~2/h附近有一个较弱的坪台.该坪台电导的值与非对称限制势的偏压有关.在某个范围的偏压下,它会随着偏压的增大而减小.另外,由于Rashba自旋-轨道耦合效应,在非对称限制势作用下电子将会自旋极化.因此,在没有任何外加磁场的情况下,采用纯电学手段即可做成量子点接触自旋偏振器.     

YIG/Ta/CoTb/Pt多层膜中基于自旋轨道矩的全电学垂直磁矩翻转

自旋轨道矩为设计新型自旋电子存储和逻辑器件提供了物理基础,而实现零磁场自旋轨道矩操控磁矩翻转是此类自旋电子器件应用的物理基础.本工作在钇铁石榴石(Yttrium Iron Garnet, YIG)磁性绝缘薄膜层上生长了Ta/CoTb/Pt亚铁磁性多层膜,利用YIG磁性绝缘层对具有垂直磁各向异性的CoTb薄膜施加磁偶极相互作用场,再辅以Ta和Pt层中叠加的自旋轨道矩,实现零外场下对CoTb磁矩的操控和翻转.实验上通过反常霍尔效应及反常霍尔电阻测量脉冲电流诱导的磁化翻转行为,并在磁光克尔显微镜下观察到了脉冲电流驱动的磁畴壁运动特征,发现对于YIG/Ta/CoTb/Pt器件,由于受到底层YIG的影响,亚铁磁CoTb的磁畴以条纹状特征进行运动和完成磁化翻转,这与Si/Ta/CoTb/Pt薄膜磁化翻转特性存在显著区别.本文对于自旋电子低功耗器件尤其是全电学驱动的自旋轨道矩器件的研究,具有参考意义和潜在应用价值.     

量子化反常霍尔效应及其研究进展

量子反常霍尔效应是在没有外磁场的情况下由自发磁化导致的量子化霍尔电导效应,其物理本质是自发磁化和自旋轨道耦合相互作用共同导致的拓扑非平庸的电子结构.因为此效应使用的是电荷流,更容易与现有的电子学技术兼容,它将推进新一代低能量消耗晶体管和电子学器件的发展.介绍了量子化反常霍尔效应的发展历程、产生机理,及其目前的研究进展.     

纳米结构中电子输运受到磁电垒影响的研究

我们使用转移矩阵方法,详细研究了纳米结构中的弹性电子的透射几率、自旋极化和电导,发现这些物理量敏感地依赖于周期性的磁电垒的周期数.随着周期数增加, 共振劈裂数目增加,共振峰增多导致共振峰变尖锐,同时自旋极化也加强.奇怪的是,在这种结构中通过自旋依赖的共振输运可以获得100%的自旋极化,尽管此结构中的平均磁场为零.     

紧聚焦混合阶庞加莱光的自旋密度

庞加莱光自旋密度分布的研究不仅有着实际的工程应用意义,还对认识光的本性有着重要的意义.研究了紧聚焦的混合阶庞加莱光的自旋密度,发现它不仅有横向分量,还有纵向分量;与最近的研究总纵向自旋为零的紧聚焦满庞加莱光束不同,其纵向总自旋不等于零.紧聚焦的混合阶庞加莱光的自旋密度具有丰富的可调控的空间斑图,特别是纵向自旋密度可以是环形,还可以是正多边形等.这些特征可用于手性微粒的光力学分离和操控,也可用于产生等效磁场操控超冷旋量原子气体动力学.     

矩形自旋偏压驱动下的量子点动力学

文章计算了矩形自旋偏压驱动下电流随时间演化的表达式,并由此研究了受磁场影响量子点系统的瞬时隧穿过程.数值结果表明:在矩形自旋偏压驱动下出现了进出电荷的现象;无磁场时会产生纯自旋流,而加磁场时会对电荷流和自旋流的值产生影响,电荷流和自旋流在量子点系统中同时存在.     

非平衡环境中具有DM相互作用的XY模型几何相位研究

研究了非均匀外磁场中XY自旋链和温度不同的两个热环境相互耦合时几何相位的演化.在XY自旋链中,最近邻自旋间存在各向异性相互作用和Dzyaloshinski-Moriya(DM)相互作用.研究了温度、外磁场强度、DM相互作用等参数对几何相位的影响.结果表明,在热环境温度不相等的情况下,可以通过施加非均匀外磁场,增大DM相互作用强度,减小各向异性相互作用的方法来保护系统的几何相位.研究结果提供了一种在非平衡环境中保护几何相位的方法.     

多端口二维电子气输运特性研究

运用表面格林函数方法研究在多端口二维电子气系统中加入自旋轨道耦合的热电效应-自旋能斯特效应.数值计算表明:当Rashba与Dressehaus自旋轨道耦合强度取值不一样时,就会出现自旋能斯特效应,且随磁场的倒数呈现一系列的振荡结构,同时随着自旋轨道耦合强度的增大或磁场的减弱而增强.     

反常耗散对磁旋转不稳定性的影响

我们利用吸积盘中新的反常磁普朗特数来研究耗散过程对开普勒盘磁不稳定性的影响。通过分析年轻恒星周围和黑洞周围吸积盘的数值解可以得到：(1)在磁场比较小的一段阈值内，这种耗散过程是不可忽略的。(2)开普勒盘中，磁场越小，由反常粘滞及反常阻抗引起的耗散偏离理想情况就越大。(3)随着半径r的增大，耗散过程对磁不稳定性的影响也随之减小。     

借助磁场对量子信息完美传输的量子调控

对于在自旋链上进行传输的单比特量子信息而言,若其哈密顿量是经修正的Heisernberg–XX模型,信息的完美传输则仅仅取决于系统自身的动力学演化,即完美传输的条件只由传输时间决定,与链的长度无关.以此为基础,给此自旋链施加一合适的恒定磁场,则实现量子信息完美传输的条件不仅取决于自旋链自身的长度,而且还将由磁场所决定.进而可以通过传输时间t与自旋链长度N以及磁场B的关系控制实现量子信息完美传输的传输时间.     

自旋转变材料中温度调制的自旋泵浦

在自旋转变材料中,由于晶体场能量与电子配对能量的竞争,改变温度可使自旋转变材料在低自旋态与高自旋态之间转变.文章以自旋转变材料与顺磁金属(如Pt)构成的双层膜系统为研究对象,当高自旋态自旋转变材料呈现铁磁性时,在双层膜界面内施加互相垂直的外磁场与激发场,激发场可以泵浦自旋流从自旋转变材料进入顺磁金属,由于逆自旋霍尔效应...     

稀磁半导体/半导体量子线中的散粒噪声

采用散射矩阵方法研究在电场、磁场作用下稀磁半导体/半导体量子线结构中自旋依赖的散粒噪声性质,揭示其中自旋噪声同外磁场、偏压、温度和体系的几何参数之间的依赖关系.研究发现,稀磁半导体/半导体量子线的噪声谱密度随外磁场的增加而显著减小.自旋向下电子的热噪声随温度变化近似线性增大,而自旋向上电子的热噪声随温度变化而呈现出振荡现象.自旋向下电子的散粒噪声谱,零温时随偏压变化而线性增加,而在低温时随偏压变化在小范围内呈现出振荡现象.     

表面等离子体激元在圆筒形金属波导中的角动量特性

利用解析方法计算了金属圆筒系统中的光子自旋特性,研究结果显示:每个传输本征模都具有反常自旋特性,且自旋特性与本征模式的阶数有关;横向自旋方向与传输方向锁定,形成手性关系,横向自旋方向在圆筒内部遵循左手螺旋规则,在圆筒外部遵循右手螺旋规则.     

外磁场对铁磁双层膜自旋波能带的影响

研究了在外磁场作用下铁磁双层薄膜材料中自旋波的本征值问题.采用界面重参数化方法,在周期性边界条件下,严格求解系统的三种本征模,并给出横向自旋波取全部值的能带结构图,讨论了外磁场对自旋波能带的影响.     

四比特伊辛模型在外磁场中的热纠缠

研究了四比特伊辛模型在X—Y平面外磁场作用下的热纠缠,得到了用Negativity定义的相邻和相间自旋之间热纠缠的解析形式.发现热纠缠随外磁场和温度的变化发生显著的变化.改变外磁场强度可以提高纠缠消失的临界温度.     

双层垂直耦合量子点研究

用精确对角化的方法研究了处于外磁场中两层单电子垂直耦合量子点系统.发现在强耦合情况下,随着外磁场的增加,系统基态的角动量会发生跃迁;而在弱耦合的情况下,基态角动量L和自旋都不会随着外磁场的变化而改变,L=0的自旋单态始终为基态.     

微波场下自旋偏压驱动的量子点输运特性

采用非平衡态格林函数方法,研究了外磁场、微波场对自旋偏压驱动量子点输运特性的影响.数值结果表明:外磁场破坏量子点能级的自旋简并,相应自旋流的共振峰劈裂,电荷流不为零,不能获得纯自旋流;微波场作用下,量子点会有更多的隧穿通道,产生了许多的边带峰,特别是强微波场作用下多光子过程起了重要作用.