巴塞尔大学 纳米线上的两个量子点(虚线椭圆)都是由纳米磁体(棕色条)调节的，因此它们只允许具有“向上”自旋的电子通过
如果其中一个磁体的方向改变，则电流被抑制
学分:巴塞尔大学物理系 巴塞尔大学的研究人员与比萨的同事合作，开发了一种利用电子自旋来转换电流的新概念
除了基础研究之外，这种自旋阀也是自旋电子学的关键元素——自旋电子学是一种利用自旋而不是电子电荷的电子学
该结果发表在科学杂志《通信物理学》上
在某个时候，自旋电子学可能会成为一个时髦的词，它和电子学一样，是我们词汇的一部分
背后的想法是利用电子的角动量(自旋)来代替电荷
世界各地的研究人员多年来一直在追求这个目标
自旋电子学在信息存储和处理方面有着广泛的应用前景，可以提高电子设备的能效
一个重要的先决条件是电子自旋的有效控制和探测
克里斯蒂安·舍恩伯格教授和博士周围的一组物理学家
瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学物理系的安德烈亚斯·鲍姆加特纳现在已经开发出一种半导体器件中自旋电子学的新技术
比萨纳米科学研究所的研究人员也参与了这项研究
纳米磁体是关键 为此，科学家们在纳米线上一个接一个地形成两个小半导体岛(量子点)，并用纳米磁体在量子点中产生磁场
利用外部磁场，他们能够单独控制这些磁体，从而可以确定量子点是否允许电子以向上(向上)或向下(向下)的方向自旋通过
当两个量子点串联时，只有当两个量子点都设置为“上”或“下”时，电流才会流动
理想情况下，如果电流方向相反，则没有电流流动
阿鲁纳夫·博尔多洛伊，该出版物的第一作者
D
舍恩伯格团队的一名学生发现，这种方法产生的自旋极化接近理论最大值
“通过这项技术，我们可以选择是否允许处于给定自旋状态的单个电子进入或离开量子系统——其效率远远高于传统的自旋阀，”他说
“近年来，世界各地的研究人员发现制造适用于纳米和量子电子器件的自旋阀是一件困难的事情，”博士说
安德烈亚斯·鲍姆加特纳，他正在监督这个项目
“我们现在已经成功地生产了一个
" 探索新现象 物理学家也能够证明磁场局限在纳米线上的特定位置
“因此，这项技术应该可以让我们研究对磁场过于敏感的新现象的自旋特性，例如特殊超导体末端的新状态。”
鲍姆加特纳
这种自旋电子学的新方法现在应该能够直接测量自旋关联和自旋纠缠，并为许多新旧物理现象提供新的解释
在未来，这个概念甚至可以被证明在探索使用电子自旋作为量子计算机中最小的信息单位(量子位)时是有用的
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