7 月 21 日消息，德國于利希研究中心（Forschungszentrum Jülich）的研究人員宣布成功創(chuàng)制出全球首個經(jīng)實驗驗證的二維半金屬材料。這是一種僅允許單一自旋方向（“自旋向上”或“自旋向下”）電子導(dǎo)電的材料。

相關(guān)成果以“編輯推薦”形式發(fā)表于《物理評論快報》（DOI:10.1103/mx46-85zf），標志著新一代高能效自旋電子學(xué)材料研究取得重要突破。

與傳統(tǒng)導(dǎo)體不同，半金屬（Half metals）僅允許一種自旋方向的電子通過，因此成為自旋電子學(xué)（利用電子電荷與自旋雙重屬性實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和處理的新一代信息技術(shù)）的理想候選材料。

此前所有已知半金屬僅在超低溫下工作，且在材料表面失去特殊性能，極大限制其應(yīng)用。該團隊通過創(chuàng)新設(shè)計，在鈀晶體上制備出僅兩個原子厚度的鐵鈀合金超薄膜，利用自旋分辨動量顯微鏡技術(shù)證實該合金僅傳導(dǎo)單一自旋方向的電子，首次實現(xiàn)二維半金屬性。

該材料可作為自旋過濾器、自旋軌道扭矩系統(tǒng)等自旋電子器件的基礎(chǔ)組件，用于存儲芯片的磁狀態(tài)切換。

其室溫有效性及與薄膜技術(shù)的兼容性，為實際應(yīng)用鋪平道路。此外，其罕見的“自旋極化方向與磁化方向相反”特性，有望為納米磁器件開發(fā)新功能。