全球首個二維半金屬材料問世，顛覆自旋軌道耦合傳統(tǒng)認知

時間：2025-07-22

來源：IT之家

導語：7 月 21 日消息，德國于利希研究中心（Forschungszentrum Jülich）的研究人員宣布成功創(chuàng)制出全球首個經(jīng)實驗驗證的二維半金屬材料。這是一種僅允許單一自旋方向（“自旋向上”或“自旋向下”）電子導電的材料。

　　相關成果以“編輯推薦”形式發(fā)表于《物理評論快報》，標志著新一代高能效自旋電子學材料研究取得重要突破。

　　與傳統(tǒng)導體不同，半金屬(Half metals)僅允許一種自旋方向的電子通過，因此成為自旋電子學(利用電子電荷與自旋雙重屬性實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和處理的新一代信息技術)的理想候選材料。

　　此前所有已知半金屬僅在超低溫下工作，且在材料表面失去特殊性能，極大限制其應用。該團隊通過創(chuàng)新設計，在鈀晶體上制備出僅兩個原子厚度的鐵鈀合金超薄膜，利用自旋分辨動量顯微鏡技術證實該合金僅傳導單一自旋方向的電子，首次實現(xiàn)二維半金屬性。

　　該材料可作為自旋過濾器、自旋軌道扭矩系統(tǒng)等自旋電子器件的基礎組件，用于存儲芯片的磁狀態(tài)切換。

　　其室溫有效性及與薄膜技術的兼容性，為實際應用鋪平道路。此外，其罕見的“自旋極化方向與磁化方向相反”特性，有望為納米磁器件開發(fā)新功能。

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