中国科学院大学日前提出，在二维非磁半导体中，利用自旋能斯特效应可产生由温度梯度驱动的纯自旋流，并设计了一个H形器件，不仅能用来检测预言的新效应，也可作为二维热电池的原型器件。研究结果日前发表于《物理评论快报》。
据介绍，电子不仅具有电荷，同时具有自旋自由度。传统半导体器件利用电场对电子的电荷自由度进行调控，产生高阻态和低阻态，构成计算机芯片中二进制运算的1和0态。目前电子器件的尺寸小到十几个纳米，基本接近其工作的物理极限。在此背景下，科学家提出：可利用电子的自旋自由度实现信息的存取与处理，实现更高密度且不易丢失的信息储存，由此诞生了自旋电子学。
几年，在考虑温度梯度的基础上，人们又发展出了自旋热电子学，探索热与电子自旋及电荷相互作用的规律及其应用。目前自旋热电子学研究主要集中在自旋塞贝克效应。科学家最初的研究是在铁磁金属坡莫合金中，由于自旋发生劈裂，温度梯度驱动下，在材料内产生自旋电压。随后，研究拓展到铁磁绝缘体和磁性半导体，提出了纵向和横向自旋塞贝克效应。在这些效应中，磁性金属都是必不可少的元素。
专家认为，国科大此项研究提出了一种产生纯自旋流的新方案，是自旋热电子学领域的重要进展，所提器件原型具有诸多优点，可能带来实际的应用，也为器件废热的再利用提供了新思路。
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