物理学家发现反铁磁体中自旋电流的并联电路

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中国科学院 (CAS) 合肥物质科学研究所 (HFIPS) 的一组物理学家揭示了反铁磁体的秘密，它可以加速自旋电子学，这是一种克服现代数字电子瓶颈的下一代数据存储和处理技术。

Physical Review Letters报道了这一发现 。

自旋电子学是一个蓬勃发展的领域，它利用磁性材料中的电子自旋来编码信息。自旋极化电流在自旋电子学中起着核心作用，因为它具有操纵和检测写入和读取 1 和 0 的磁矩方向的能力。目前，大多数自旋电子设备都基于铁磁体，其中净磁化可以有效地自旋极化电流。具有相反磁矩交替对齐的反铁磁体研究较少，但可能有望实现更快、更小的自旋电子设备。然而，反铁磁体的净磁化强度为零，因此通常被认为仅携带对自旋电子学无用的自旋中性电流。虽然反铁磁体由两个反平行排列的磁性子晶格组成，

课题组组长邵定福教授在这项研究中有不同的观点。他设想共线反铁磁体可以作为两个并联的磁性子晶格的“电路”。有了这个简单直观的画面，邵教授和他的合作者从理论上预测磁性子晶格可以局部极化电流，从而导致隐藏在全局自旋中性电流中的交错自旋电流。

他将这些交错的自旋电流称为“Néel 自旋电流”，以诺贝尔奖获得者 Louis Néel 的名字命名，后者因在反铁磁性方面的基础工作和发现而获奖。

Néel 自旋电流是反铁磁体的一种独特性质，从未被认识到。它能够产生有用的自旋相关特性，这些特性以前被认为与反铁磁体不相容，例如反铁磁隧道结中的自旋转移力矩和隧道磁阻，这对于反铁磁自旋电子学中的电子写入和信息读取至关重要。

“我们的工作揭示了反铁磁体以前未开发的潜力，并提供了一种直接的解决方案来实现反铁磁自旋电子学的高效读写，”邵定福教授说。

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