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中国科学院半导体所轨道霍尔效应研究取得新进展
2025-10-13
自旋电子学技术或推动高速低功耗存储-计算芯片发展，为突破冯诺依曼架构及满足后摩尔时代算力需求提供新路径。第三代自旋电子学器件通过自旋流产生自旋轨道矩，实现磁性比特调控。长期以来，学界认为自旋轨道矩源于自旋霍尔效应等直接产生的自旋流，而轨道角动量因高度局域无法与磁性比特相互作用。但近年研究假设轨道角动量可形成非局域轨道流，经磁性材料界面自旋轨道耦合转化为自旋流，进而施加强自旋轨道矩。这一假设引发自旋电子学领域争议，成为亟待解决的科学问题。近期，中国科学院半导体研究所团队通过非磁导体/铁磁双层膜实验发现，Ta的轨道霍尔效应无法产生非局域轨道流参与自旋轨道矩效应，自旋霍尔效应才是Ta异质结中自旋轨道矩的唯一来源。该研究澄清了Ta轨道霍尔效应的争议，为其他体系轨道流效应研究提供参考。
