來自日本與法國的一支“自旋電子”跨國研究小組宣稱，能夠以一種較傳統(tǒng)磁化測(cè)量更靈敏的方式，成功地探測(cè)到具有純自旋流的磁場(chǎng)波動(dòng)。

　　自旋電子是一種利用電荷與自旋原理的新式電子學(xué)。無電荷電流的純自旋流是該領(lǐng)域的重要物理量之一，可望在下一代低功耗的電子產(chǎn)品扮演關(guān)建作用。

　　這種電子具有2個(gè)自由度或?qū)傩裕弘姾珊妥孕?。隨著近幾年在微加工技術(shù)的發(fā)展，透過有效結(jié)合這兩種屬性，已經(jīng)能夠開發(fā)出超越以往電子學(xué)的元件了。這個(gè)領(lǐng)域的研究被稱為“自旋電子學(xué)”(spintronics)，一些較受矚目的成就包括硬碟驅(qū)動(dòng)器的磁頭以及磁組隨機(jī)存取記憶體(MRAM)。2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)(Nobel Prize)就頒給了發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)的2名學(xué)者，而這也是自旋電子的由來。

　　了解與自旋有關(guān)的傳輸特性是自旋電子的核心。純自旋流是一種無電荷電流的自旋角動(dòng)能電流，這種重要的物理特性除了將在下一代低功耗電子扮酒重要作用，另一方面，純自旋流中由于沒有電荷電流，因此應(yīng)該也能以一種靈敏的方式探測(cè)自旋特性，但目前的基礎(chǔ)研究卻未能善加利用這一特性。

　　由大阪大學(xué)(Osaka University)、東京大學(xué)(University of Tokyo)、日本原子力研究所(Japan Atomic Energy Agency)與理化學(xué)研究所(RIKEN)，以及法國國家科學(xué)研究中心(Centre national de la recherche scientifique)與巴黎第十一大學(xué)(Universite Paris-Sud)等日、法兩國研究人員組成的跨國研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，透過純自旋流可望探測(cè)磁場(chǎng)波動(dòng)。為了深入探索這種磁場(chǎng)波動(dòng)，研究人員們選擇了自旋玻璃。這種自旋玻璃是一種典型的不穩(wěn)定系統(tǒng)，其中少量帶有磁矩的雜質(zhì)隨機(jī)分布在非磁性的主要金屬中。在高溫下，這種磁矩會(huì)發(fā)生高速波動(dòng)現(xiàn)象。而當(dāng)溫度接近自旋玻璃的溫度Tg時(shí)，波動(dòng)速度減緩，而磁矩在Tg時(shí)凍結(jié)。在采用磁化測(cè)量的許多自旋玻璃系統(tǒng)中，這方面已經(jīng)有了深入的研究。

　　而在新的研究中，研究人員將純自旋電流注入自旋玻璃系統(tǒng)中(CuMnBi合金)。在溫度超過Tg時(shí)可觀察到這種不規(guī)則性。結(jié)果顯示純自旋流能以較傳統(tǒng)磁化測(cè)量更靈敏的方式探測(cè)到波動(dòng)的磁矩。在不久的將來，可望進(jìn)一步開發(fā)出具有純自旋流的磁感測(cè)器，從而取代超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)。