晶体电场对离子自旋─轨道耦合参数的影响

晶体电场对三价稀土离子自旋─轨道耦合参数有影响，是人们长期怀疑但尚无人作过定量分析与计算的问题．本文从相对论Ｄｉｒａｃ方程式给出的电子自族─轨道耦合参数表达式出发，以稀土氯化物为例，首次详细计算了晶体电场对稀土离子（Ｃｅ３＋、Ｐｒ３＋、Ｎｄ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｄｙ３＋、Ｅｒ３＋、Ｙｂ３＋）４ｆ自旋─轨道耦合参数贡献的相对大小．计算结果表明：晶体电场对电子自旋─轨道耦合参数的贡献至多占稀土离子核库仑场贡献的万分之一，因此可以忽略不计．寻找电子自旋─轨道耦合参数实验值与理论值差别的途径，应该从离子的电子结构本身着手来研究．

具有诱导超导电性和自旋轨道耦合作用的半导体纳米线零偏压电导峰的研究

基于凝聚态系统可产生具有马约拉纳费米子特性的准粒子态的理论,考虑到零偏压电导峰是否可以作为马约拉纳费米子准粒子束缚态存在的证据在理论上还存在争议,采用详细的理论计算和分析方法,对具有诱导超导电性和自旋轨道耦合作用的半导体纳米线的微分电导谱的一些特性进行了分析和研究,其中主要研究系统的微分电导谱与系统的各种可调控参量之间的关系.结果表明:这类系统中存在2种不同类型的零偏压电导峰,这2种零偏压电导峰具有不同的特点,由不同的物理机制所致.文中的计算结果对澄清最近一些有争议性的理论问题有一定的理论参考意义.

外加电场对自旋霍尔效应的影响

影响自旋霍尔效应的因素有很多,通过对由平面电场诱导的自旋-轨道耦合对Rashba二维电子气中的本征自旋霍尔效应的影响的研究,表明:当这个由平面电场诱导的自旋-轨道耦合考虑进去之后,在无序的Rash-ba二维电子气中会存在稳定的静态本征自旋霍尔效应.所得到的静态本征自旋霍尔电导呈现出与原先理论设想相符的一些有趣的特征.

压力诱导的强自旋轨道耦合化合物超导研究取得新进展

自旋轨道耦合（SOC）可在量子功能材料引发重要物理现象,如理论成功预言了由强自旋轨道耦合能带翻转形成的Bi2Te3、Bi2Se3和Sb2Te3类拓扑序化合物,引发了国际上对拓扑序量子化合物的理论和实验研究热潮。中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）靳常青研究员领导的高压新材料和物理研究组和理论预言了以上拓扑序化合物的方忠戴希研究组密切合作,开展了拓扑序化合物压力效应的系统研究,发现了压力诱导的Bi2Te3拓扑化合物超导现象（Proc.Natl Acad.Sci.（PNAS）108,24（2011）。

正交电场作用型自旋场效应管的自旋极化控制（英文）

研究了电场调控型自旋场效应管的量子输运过程。该场效应管主要由双正交电场和Rashba自旋轨道耦合共同调制。运用散射矩阵方法并结合介观体系的相关输运理论,揭示了自旋场效应管在各参数调控下的自旋量子输运过程,其自旋输运规律可由相关理论给予解释。数值计算表明,与平行电场相比,对于自旋轨道耦合型自旋场效应管的量子输运,垂直电场的调制能够导致更加明显的自旋翻转。

SiCl自由基X^2Π和A^2Σ^+态的光谱性质

采用内收缩多参考组态相互作用(ic MRCI)方法结合Dunning等相关一致基,计算Si Cl自由基X2Π和A2Σ+态的势能曲线.讨论参考能和相关能外推对X2Π和A2Σ+态光谱的影响.对势能进行相对论修正及核价修正计算.拟合势能曲线得到X2Π和A2Σ+态的光谱常数.它们与实验结果一致.利用Breit-Pauli算符,计算旋轨耦合效应,得到X2Π1/2和X2Π3/2的势能曲线、并计算它们的光谱常数.求解双原子分子核运动的径向Schrdinger方程,获得无转动Si Cl自由基2个Λ-S态及X2Π态的耦合分裂态的全部振动态.得到J=0时X2Π态的自旋-轨道耦合常数、较高振动态的惯性转动常数以及X2Π1/2和X2Π3/2的振动能级等分子常数.

自旋光电流与电流诱导的电子自旋极化——半导体自旋电子学的新进展

文章通过自旋光电流与Kerr效应的实验,介绍在自旋-轨道耦合的体系中,如何通过自旋注入来驱动电子的运动产生电流,又如何反过来通过电子的运动或电流在系统中产生自旋激化.实验结果表明,自旋轨道耦合不但给我们提供了对自旋的操控手段,而且还给我们提供了用非磁性材料且无外加磁场条件下作为自旋源的新途径.

手性钙钛矿材料的自旋电子学研究进展

研究电子的自旋性质对自旋电子器件的发展非常重要.虽然各类铁磁金属以及合金半导体材料的自旋电子学研究取得了重大进展,但是这些材料在合成时需要高温处理,应用时则需要满足晶格匹配条件并施加磁场或者极端温度.手性钙钛矿材料的特殊结构赋予了其新的自旋电子性质,且相关应用可以在室温下实现,这将其与传统的自旋电子材料区分开来.近年来,手性钙钛矿材料的自旋电子学研究取得了重要进展,非常有必要对相关研究结果进行总结.基于此,本文评述了手性钙钛矿的自旋动力学以及相关应用的最新研究进展.首先,本文简单介绍了手性钙钛矿的发展.其次,从理论上阐述了手性钙钛矿的能带结构、自旋轨道耦合及手性诱导自旋选择性效应.再次,回顾了手性钙钛矿自旋电子弛豫过程及其应用(自旋电荷输运、光伏器件、自旋发光二极管及圆偏光探测等)的研究进展.最后,对手性钙钛矿材料在自旋电子学领域的应用前景以及面临的挑战进行了总结和展望.

有机手性分子器件的光电特性

目前多种有机手性分子器件虽已研制成功,但其内在的物理机理仍有许多未解之谜,其中手性分子的圆二色性精细结构、手性诱导的自旋选择效应等是有机手性分子研究的核心。为设计基于手性的新型有机功能器件提供理论指导,考虑有机手性分子螺旋势场诱导的自旋-轨道耦合,围绕分子的光电特性及其调控展开了系列研究。根据光致跃迁理论,得到手性分子的光吸收谱和圆二色谱,发现光吸收峰发生劈裂,圆二色谱由轨道磁矩和自旋磁矩共同贡献。此外,从极化子输运的图像解释了手性诱导自旋选择效应的来源,并利用其电输运特性,设计了手性异质结器件,发现其手性电阻可达7%,整流比达48。