美國能源部阿爾貢先進(jìn)光源（APS）實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，一種含有重元素銥的氧化材料，受到銥5d層價(jià)態(tài)上的自旋軌道相互作用的控制，顯示出非同尋常的性質(zhì)。該研究成果發(fā)表在近期《物理評(píng)論快報(bào)》上。
該研究由阿爾貢APS國家實(shí)驗(yàn)室、肯塔基大學(xué)、橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室以及北伊利諾伊州立大學(xué)聯(lián)合開展，在APS的X射線科學(xué)分部用4-ID-D光束，對(duì)一種名為三氧化鋇銥的多晶體進(jìn)行了X射線吸收和磁環(huán)雙色探測，在銥的5d層價(jià)態(tài)分析了電子自旋、軌道角動(dòng)量和自旋軌道耦合。
作為下一代自旋電子設(shè)備，自旋晶體管有著巨大的應(yīng)用前景。開發(fā)自旋晶體管需要找到具有大量電子自旋軌道的新型材料。由于自旋軌道的相互作用是隨著原子數(shù)量而迅速增加，含有重元素的材料成為該領(lǐng)域的最佳候選。
在半導(dǎo)體中，自旋軌道耦合可以通過電場調(diào)節(jié)自旋累積來控制，這是開發(fā)自旋晶體管的一個(gè)很有前途的方向。比如開發(fā)自旋電子設(shè)備，基于電子自旋而不是所帶的電荷，能使其功能更加強(qiáng)大、速度更高而且能耗更低。
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