国家材料科学研究所 自旋“电池”利用电子自旋而不是电荷来驱动自旋电子器件
信用:研究海洋 发表在《先进材料科学与技术》杂志上的一项研究总结了迄今为止在赫斯勒合金研究方面取得的主要成就
“我们的综述文章可以作为磁性材料研究人员的理想参考，”英国约克大学自旋电子学专家Hirohata atsu umi说
自旋电子学，也称为自旋电子学，是应用物理学的一个领域，研究在固态设备中使用电子自旋而不是电子电荷来携带信息，从而降低功耗并提高存储和处理能力
在这一领域显示出巨大潜力的一类材料是赫斯勒合金:由一种或两种金属X、一种金属Y和一种金属Z组成的材料，每种材料都来自元素周期表的不同部分
这些合金有趣的地方在于，单独来看，金属没有磁性，但是当结合在一起时，它们就有磁性了
赫斯勒合金用于自旋电子器件的一个主要优点是能够通过改变晶体结构来控制其独特的电和磁特性，这些特性直接来自电子自旋
但是这需要非常高的温度，研究人员希望降低温度
在过去的几十年里，科学家们一直致力于在室温下在特殊的基底上生长赫斯勒合金薄膜的方法，基底的晶格与合金的晶格相似
两个晶格之间的相互作用可以导致赫斯勒合金中半金属性的发展，其中只有在一个方向上旋转的电子通过材料传导，而在另一个方向上旋转的电子则没有
为了进行研究，研究人员需要能够测量材料的特性
赫斯勒合金的原子结构可以通过x光衍射直接观察，也可以通过检查材料对电流的电阻和温度变化之间的关系间接测量
其他技术也可用于测量它们的磁性
Hirohata和他的同事目前正致力于制造一种由赫斯勒合金薄膜制成的金属磁性结
这些结是由两个被薄绝缘体隔开的铁磁体构成的
当绝缘层足够薄时，电子能够从一个铁磁体隧穿到另一个铁磁体
只要施加一个外部磁场，对电子运动的阻力就很小，但是一旦它被移除，材料就变得对电子运动有很高的阻力
“这些设备有望取代目前使用的存储单元和磁传感器，”Hirohata说
该团队希望开发出比目前室温下记录的磁阻大得多的金属磁性结，实现可持续社会的下一代存储器
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