近期的一些研究發(fā)現(xiàn)，電流能夠通過軌道霍爾效應(yīng)或軌道Rashba-Edelstein效應(yīng)形成軌道流，并能夠?qū)Υ呕a(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，即形成軌道矩。根據(jù)Onsager倒易關(guān)系，軌道霍爾效應(yīng)或軌道Rashba-Edelstein效應(yīng)的逆效應(yīng)能夠?qū)④壍懒鬓D(zhuǎn)化為電荷流。研究團(tuán)隊(duì)通過太赫茲光譜的方法探測到Ni/NM/MgO多層膜中光誘導(dǎo)的軌道-電荷轉(zhuǎn)換，通過分析Ni/Cu/MgO多層膜中Cu對太赫茲發(fā)射譜的影響，發(fā)現(xiàn)在Cu/MgO界面處軌道流通過逆軌道Rashba-Edelstein效應(yīng)形成超快電荷流。

圖1 MgO/NM/CoFeB與MgO/NM/Ni的太赫茲發(fā)射比較

圖2 自旋/軌道-電荷轉(zhuǎn)換概念圖及Cu厚度對MgO/Cu/Ni的太赫茲發(fā)射的影響

北航許涌副教授、張帆副研究員、巴黎薩克雷大學(xué)Henri-Yves Jaffres教授是本論文的共同第一作者，北航趙巍勝教授、巴黎薩克雷大學(xué)Albert Fert教授為論文共同通訊作者。該工作獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等支持。

近年來，北航自旋芯片與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室致力于低功耗高速自旋電子器件的技術(shù)研發(fā)，在物理機(jī)制、材料制備、器件工藝等層面都取得了一系列進(jìn)展，已經(jīng)在《自然·電子》（Nature Electronics）、《自然·通訊》（Nature Communications）等國際頂級期刊上發(fā)表一系列高水平論文。

杭州市北航國際創(chuàng)新研究院自旋芯片與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室位于杭州市余杭區(qū)的北航杭州國際校園。實(shí)驗(yàn)室瞄準(zhǔn)集成電路國家重大戰(zhàn)略需求，持續(xù)發(fā)揮原始創(chuàng)新策源地、高端人才蓄水池、科技成果孵化器的重要作用，有力服務(wù)高水平科技自立自強(qiáng)。

論文原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46405-6

附：我校論文共同第一作者和共同通訊作者簡介

共同第一作者

許涌

北航集成電路科學(xué)與工程學(xué)院副教授，博士生導(dǎo)師，自旋芯片與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任助理。研究方向?yàn)樽孕娮訉W(xué)，主持國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題。發(fā)表Nat. Commun., Adv. Mater.等國際高水平SCI論文40余篇。擔(dān)任一批國際重要SCI期刊審稿人。

張帆

北航合肥創(chuàng)新研究院特聘副研究員。從事自旋太赫茲、同步輻射紅外光譜應(yīng)用等相關(guān)方向研究，發(fā)表Nat. Commun.,Applied Ctalysis B, Chemical Communications等SCI期刊論文20余篇。主持國家自然科學(xué)基金青年基金1項(xiàng)，參與多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目。

共同通訊作者

趙巍勝 北京航空航天大學(xué)教授、博導(dǎo)，IEEE Fellow（2018）

長期從事自旋電子學(xué)、新型信息器件、非易失存儲器等領(lǐng)域的交叉研究，2013年歸國后開展超低功耗自旋存儲及邏輯相關(guān)研究領(lǐng)域，提出了將自旋軌道矩與自旋轉(zhuǎn)移矩結(jié)合實(shí)現(xiàn)高速讀寫的新型自旋電子存儲器件，研制了基于鎢薄膜的超高隧穿磁阻效應(yīng)隧道結(jié)器件，實(shí)現(xiàn)了反鐵磁自旋存儲器件的全電學(xué)讀寫。

主持國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目。近五年以第一或通訊作者在 Nature Electronics、Proceedings of the IEEE、PRL、PNAS 等高檔次期刊或IEDM等頂級會議發(fā)表論文300余篇，其中ESI高被引論文15篇，總索引超過 22000次，H因子77，國際會議邀請報告120余次，專利150余項(xiàng)。現(xiàn)任工信部“空天信自旋電子”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，IEEE Fellow Selection Committee委員，歐盟杰出研究學(xué)者項(xiàng)目（ERC）評委會委員，《集成電路與嵌入式系統(tǒng)》期刊總主編。2020-2022年連續(xù)入選愛思唯爾(Elsevier) “中國高被引學(xué)者”。獲科學(xué)探索獎，華為奧林帕斯先鋒獎，中國電子學(xué)會優(yōu)秀科技工作者，中國電子學(xué)會自然科學(xué)一等獎、二等獎和中國儀器儀表學(xué)會技術(shù)發(fā)明一等獎（均為第一完成人）。

（審核：李建偉）

編輯：賈愛平