自旋极化电流的新道路

HfSe₂的一种新性质能否为产生和控制自旋电流提供更方便的途径？

Spintronics承诺仅基于自旋来存储或传输信息，将比当今的电子器件以更少的能量更快地工作。不幸的是，通过外场可靠、大规模地控制材料的自旋仍然是一个挑战。

现在，柏林HZB的第三代同步辐射源BESSY II的科学家们已经揭示了过渡金属二氢化物（TMD）半导体HfSe₂的一种新特性，这可能会为产生和控制自旋电流提供更方便的途径。他们于2022年7月在《自然通讯》上发表了研究结果。

第一作者Oliver Clark解释说：“为了从电子学转向自旋电子学，我们必须找到自旋向上和自旋向下电子行为不同的材料。”他指出，有两种方法可以做到这一点：“我们可以从外部扰动材料，使不同自旋的电子在功能上变得不等价，或者我们可以使用磁体，其中相反自旋的电子本质上在功能上是不同的。”

对于第一种方法，困难在于找到合适的材料和机制配对，通过这些配对可以从外部施加自旋控制。例如，在2H结构TMD中，需要完美的单晶和圆偏振光源。相比之下，第二种方法容易得多，但将磁体集成到器件中对于传统电子部件的操作是有问题的，特别是在小尺寸上。

线性偏振光确实起作用

但在这两种方式之间存在一个中间地带，至少对于某些选定的材料，如半导体HfSe₂：“如果你用线性偏振光探测这种材料——这比圆偏振光更容易产生——就其自旋结构而言，这种材料就像磁铁一样。因此自旋选择性变得非常容易，但你不存在与其他磁性质相关的问题，”Clark解释说。优点是样品的晶体质量或取向不再重要。

这为过渡金属二卤化物产生自旋极化电流提供了一条全新的途径。物理学家们对这项工作的意义感到非常兴奋：“我们的结果不仅与关注分层2D材料的物理学家有关，而且与自旋电子学和光自旋电子学器件制造的专家有关”，Clark希望。

声明：本篇文章属于原创，拒绝转载，如果需要转载，请联系我们，联系电话：0755-25988571。