拓撲材料的自旋塞貝克效應（反鐵磁中塞曼自旋軌道耦合的實驗證明）

2023-10-14 01:21:11

NUST MISIS理論物理和量子技術系的實驗室設備

一位NUST MISIS教授是一個國際研究小組的成員，該小組已經發現了反鐵磁導體中塞曼自旋軌道耦合存在的證據。這項工作可能為下一代電子產品的研製鋪平道路。這項研究發表在npj量子材料雜誌上。

電子具有兩個基本性質:電荷和自旋。傳統的電子設備只使用電子的電荷進行信息處理。近年來，一項巨大的研究努力集中在構建全新的電子設備(通常被稱為「自旋電子設備」)上，這種設備除了利用電荷自由度外，還特別利用了自旋特性。從傳統電子學到自旋電子學技術的轉換為構建具有高存儲密度和快速操作的設備提供了可能性。基於自旋系統的雙組分特性使它們有可能應用於量子計算。

目前設計自旋電子器件的工作重點是理解和利用自旋軌道耦合，即軌道角動量和單個粒子(如電子)的自旋角動量之間的相互作用。然而，在許多化合物中發生的自旋軌道耦合往往是弱的或它的出現需要使用重組分。克服自旋軌道耦合相關挑戰的一種方法是使用反鐵磁。一種不同尋常的自旋軌道耦合，稱為塞曼自旋軌道耦合，預計將在廣泛的鐵磁導體中表現自己。由於與外加磁場成正比，耦合是可調的。然而，關於這一現象的實驗證據一直缺乏。

NUST MISIS的一位物理學家與來自德國、法國和日本的同事合作，首次在兩種非常不同的層狀導體中產生了塞曼自旋軌道耦合的實驗證據:一種屬於高溫銅超導材料家族的有機反鐵磁超導體和突出的電子摻雜超導體。在兩種非常不同的材料上獲得的結果表明了塞曼自旋軌道耦合的一般性質。除了它的基本重要性之外，塞曼自旋軌道耦合為自旋操縱開闢了新的可能性，這是目前利用電子自旋用於未來自旋電子學應用的努力所追求的。

NUST MISIS理論物理和量子技術系的Pavel Grigoriev教授指出:「塞曼自旋軌道耦合比其他已知的自旋軌道耦合強得多，從而為開發全新的電子設備提供了新的途徑。」朗道理論物理研究所的高級研究員。