电子是我们日常生活最熟悉的陌生人：每个电子携带一份内禀的电荷，其集体运动产生的电流驱动了照明、晶体管以及各种电子设备的运行。然而作为一种基本粒子，电子还携带另外一个基本物理量，即自旋。如何操控自旋，研制速度更快、能耗更低的电子器件是自上世纪90年代以来科学和工程领域孜孜追求的目标。 近日，浙江大学物理学系郑毅研究员的课题组取得重要突破，首次在黑砷二维电子态中发现了外电场连续、可逆调控的强自旋轨道耦合效应，实现了对自旋的高速精准控制；同时在全新的自旋能谷耦合的Rashba物理现象中，发现了新奇的量子霍尔态。该研究将对高效率、低能耗自旋电子器件研制提供坚实基础，对进一步加深量子霍尔现象的理解，以及依托拓扑超导器件的量子计算研究具有积极意义。北京时间5月6日，这项研究在线刊发在国际顶级期刊《自然》。 自旋操控新阀门 常见的晶体管运行，通过场效应在沟道中注入和抽离电荷实现开关。但作为与电荷具有同等内禀地位的自旋却极容易受到干扰，无法简单地生成运动控制阀门。自旋的这种不稳定，好比是一个向前行进的不停旋转的陀螺，受到外力作用（散射）就会反转旋转的方向。要实现自旋驱动的电子器件，就必须先有效地操控自旋的取向，进而就可以用自旋阀门来控制电子的通过与否。浙江大学物理学系郑毅研究员介绍说，重元素二维材料体系使得电子自旋的高速精准控制成为可能。电子在晶体周期性势场中的轨道运动会受到重原子对其强烈的吸引，在对称性破缺的情况下产生自旋和运动方向的严格锁定关系，即自旋轨道耦合效应。 郑毅团队在对薄层黑砷微纳器件的研究中，成功发现加入外电场时，黑砷二维电子态系统的自旋轨道耦合效应可连续、可逆的打开和关闭。这也为后续自旋器件的开发找到了一个控制电子通行的高速开关，如将示意图1中的元器件设置两个同向的铁磁电极，无栅压情况下，注入的电子高速通过黑砷沟道并保持自旋取向不变；施加外电场后，沟道内的电子在自旋轨道耦合作用下发生自旋旋转而被导出电极所阻挡，实现自旋电子开关的功能。 与基于电容效应的硅基晶体管相比，上述自旋开关具有切换速度快、发热量少的特点。未来，科研人员可以利用自旋轨道耦合实现高效的自旋调控，开发自旋场效应晶体管等电子元器件。谈及应用前景，郑毅如是说。 图1自旋电子器件 五年如一日的坚守 科学界一直在寻找可以高效调控自旋轨道耦合效应的量子体系，为何郑毅课题组找到了呢？他们开玩笑地说，1的直觉99的运气！郑毅解释道：1的直觉，指的是在确定‘重元素二维体系的自旋轨道耦合调控’的研究主题后，要从几百种已知的二维材料中‘准确’地挑选12个体系；而99的运气背后是夯实的专业以及不为人知的努力。目前，黑砷晶体很难人工合成，需要从天然的伴生矿石中挑选，再手工解理出纳米厚度的二维薄膜。这是一个异常复杂和繁琐的制备过程，为了得到复杂三明治结构的微纳米器件，技巧和耐心缺一不可，经常一周时间才能得到一个完全工作的器件。 论文共同第一作者是浙江大学物理学系的博士研究生盛峰、华陈强、程满，主通讯作者是浙江大学物理学系郑毅研究员；另外两名合作通讯作者分别是中南大学的夏庆林教授和浙大物理学系的许祝安教授。在这项工作中，第一作者盛峰默默坚持了五年，他把每一个细节都做到极致，坚信高标准高要求才能获得高质量结果。做科研的初心是探究未知，做科研的动力则是好奇心。热爱并坚持，才能走的更远！希望浙大的学生对自己有信心，做最好的自己！郑毅赞叹道，最后，必须要感谢一下我们优秀的合作者们。 论文链接： https：doi。org10。1038s41586021034498 文柯溢能摄影卢绍庆科研图片由受访团队提供 作者：刘海波柯溢能 摄影：卢绍庆（科研图片由受访团队提供）
难忘那张沧桑的脸600字初中作文素材美丽的脸是一朵玫瑰，绽放出迷人的笑容，慈祥的脸是一缕和煦的春风，让心中的爱意生根发芽；而那沧桑的脸是一米阳光，温暖了心中那块代沟的坚冰。你的生命里，有哪些难忘的脸？下面是品学网……了解参宿四是怎样的存在，未来发生超新星爆炸会波及到地球吗？在1920年，参宿四是第一颗被测出角直径的恒星（除太阳之外）。从此以后，研究人员不断使用不同的技术参数和望远镜测量这颗巨星的大小，而且经常产生冲突的结果。目前估计这颗恒星的视直……重返月球计划要泡汤了？美国2024年或无法进行，至少延期20如今，很多人都在期待着美国重返月球，期待着人类在时隔52年之后，可以重新站上月球表面，让人类再次进入到太空探索的另一个全新时代。然而，根据CNN（美国有线电视新闻网）的一……我们根据古老的DNA可以使恐龙复活吗？侏罗纪公园可以实现吗？相信我们都看过《侏罗纪公园》，不得不说，电影拍得非常好，但是在侏罗纪公园中，根据树脂琥珀里的蚊子所吸的恐龙的血液里的DNA就可以将恐龙复活吗？根据目前的调查，现实世界中还……请不要剥夺我们的安静权致爱乱嚷嚷的同学的一封信品学网专稿未经允许不得转载爱乱嚷嚷的同学：你们好！你们知道么，你们为班级里制造了不少噪音。因为你们的噪音，会导致全班被老师批评。你们说这样好吗？真是ldquo；损人……疯狂表姐作文在日常学习、工作或生活中，许多人都写过作文吧，作文一定要做到主题集中，围绕同一主题作深入阐述，切忌东拉西扯，主题涣散甚至无主题。一篇什么样的作文才能称之为优秀作文呢？下面是小编……科学家使用大型强子对撞机发现长寿命奇特粒子最近，欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机之美（LHCb）实验团队在欧洲物理学会高能物理会议（EPSHEP）上提出了一个新发现。LHCb发现的新粒子被标记为Tcc，是一……安的什么心？美国涉嫌破坏国际空间站，转身就提出和中国空间站合根据中国青年网报道，俄罗斯媒体发文指出，发生在2018年的联盟MS09飞船漏洞事件有可能是有人故意而为，飞船的漏洞是人为钻出的，而这一切的始作俑者有可能是一名美国宇航员。此前，……在高维空间中，我们的宇宙是什么形状？卫星观测数据给出参考答案1919年，天文学家爱丁顿组织了两个日食观测团队，分别前往非洲的普林西比岛以及南美洲的巴西，他们的目的并不是观赏日食奇观，而是为了验证爱因斯坦在广义相对论中提出的一个理论：具有……BIGNASA等造模拟火星房子，人类真的准备好去火星生活了吗BIG正与美国国家航空航天局以及ICON合作，从人类体验的角度出发，研究长期生活在另一个星球上是一种怎样的体验，这将可能为新的火星地方建筑（Martianvernacular）……小学生日记400字范文9月29日星期四天气晴今天是一个特殊的日子，是我妹妹琪琪的生日，也是我市22个刚满一周岁宝宝的生日。今天是我的小妹妹琪琪的生日，叔叔（琪琪的爸爸）邀请我去作客吃晚饭。大约四点半……地球毁灭后，人类将何去何从，哪里会是人类第二个家园文章开始前，让我们先来探讨一个问题，我们赖以生存的地球，会在未来数亿年后毁灭吗？我想，答案应该是会的，万事万物都会有生长，我相信地球会在未来的某一天发生毁灭性的伤害，大自然可以……