中國科學院大學的碩士生喻小琴和教授朱振剛、蘇剛以及丹麥技術大學教授A. P. Jauho日前提出，在二維非磁半導體中，利用自旋能斯特效應可產生由溫度梯度驅動的純自旋流，並設計了一個H形器件，不僅能用來檢測預言的新效應，也可作為二維熱電池的原型器件。研究結果日前發表於《物理評論快報》。
據介紹，電子不僅具有電荷，同時具有自旋自由度。傳統半導體器件利用電場對電子的電荷自由度進行調控，產生高阻態和低阻態，構成計算機晶片中二進位運算的1和0態。目前電子器件的尺寸小到十幾個納米，基本接近其工作的物理極限。在此背景下，科學家提出：可利用電子的自旋自由度實現信息的存取與處理，實現更高密度且不易丟失的信息儲存，由此誕生了自旋電子學。
最近幾年，在考慮溫度梯度的基礎上，人們又發展出了自旋熱電子學，探索熱與電子自旋及電荷相互作用的規律及其應用。目前自旋熱電子學研究主要集中在自旋塞貝克效應。科學家最初的研究是在鐵磁金屬坡莫合金中，由於自旋發生劈裂，溫度梯度驅動下，在材料內產生自旋電壓。隨後，研究拓展到鐵磁絕緣體和磁性半導體，提出了縱向和橫向自旋塞貝克效應。在這些效應中，磁性金屬都是必不可少的元素。
專家認為，國科大此項研究提出了一種產生純自旋流的新方案，是自旋熱電子學領域的重要進展，所提器件原型具有諸多優點，可能帶來實際的應用，也為器件廢熱的再利用提供了新思路。（來源：中國科學報 肖潔）