電子自旋高速操控實現(xiàn) 相關論文當天刊發(fā)于國際期刊《自然》

。

常見的晶體管運行，通過場效應在溝道中注入和抽離電荷實現(xiàn)開關

。但作為與電荷具有同等內(nèi)稟地位的自旋卻極容易受到干擾，無法簡單地生成運動控制閥門。“要實現(xiàn)自旋驅(qū)動的電子器件，就必須先有效地操控自旋的取向，進而可以用自旋閥門來控制電子的通過與否。”鄭毅介紹說，重元素二維材料體系使得電子自旋的高速精準控制成為可能。

鄭毅團隊在對薄層黑砷微納器件的研究中，成功發(fā)現(xiàn)加入外電場時

，黑砷二維電子態(tài)系統(tǒng)的自旋軌道耦合效應可連續(xù)、可逆的打開和關閉。這也為后續(xù)自旋器件的開發(fā)找到了一個控制電子通行的高速開關。

“該研究將對高效率

、低能耗自旋電子器件研制提供堅實基礎，對進一步加深量子霍爾現(xiàn)象的理解，以及依托拓撲超導器件的量子計算研究具有積極意義。”談及應用前景，鄭毅說，未來，科研人員有望利用自旋軌道耦合實現(xiàn)高效的自旋調(diào)控，開發(fā)自旋場效應晶體管等電子元器件。