磁性绝缘体中的电流诱导开关

2016年11月23日

《自然》杂志发表了杰弗里·比奇教授和他的合作者卡洛琳·罗斯教授的一篇论文，他们指出，纯自旋电流可以注入到电绝缘材料中，并用来改变其磁化方向。

这是惊人的，因为，在传统的自旋电子材料中，自旋电流是通过排列传导电流的电子的自旋而产生的，所以当电荷电流流动时，自旋电流也随之流动。但这两者(电荷和自旋)是耦合的，没有另一个就无法流动。在他们的论文中,他们通过实验揭示一个了不起的和技术上有用的行为:当金属导体置于接触绝缘磁性材料,金属泵的电荷电流自旋电流到绝缘子——换句话说,电子的自旋传输到电子本身的材料不能传播。他们还表明，反向效应也会发生——金属层的导电性取决于绝缘体磁极的方向。值得注意的是，即使流过金属的电子不能传播到绝缘体中，它们仍然可以“感觉”到绝缘体的磁性方向。这就意味着，在绝缘材料中可以用电来读写磁态，这对基于自旋的数据存储和逻辑有很大的影响。