自旋电子材料,是一种具有较高电子极化率、较长电子自旋弛豫时间的材料,可利用电子的自旋和磁矩来传输信息。自旋电子材料处理数据速度快,并可实现运算与存储同步进行,其工作效率大幅提高;自旋电子材料能耗低,理想条件下只产生自旋电流不产生电荷电流,不排放热量与污染物;自旋电子材料可以与传统电子器件兼容。自旋电子材料是新一代电子信息技术用材料中最具发展潜力的一种。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年自旋电子材料行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,信息时代背景下,随着科技进步,高性能、低功耗电子材料需求迫切。传统数据传输是利用电子脉冲传递二进制信号,自旋电子材料数据传输方式与之不同,是通过电子的自旋方向来传递信息,速度快且能耗低,可以应用在计算机存储、通用存储器、量子计算、物联网、大数据、传感器、飞行器控制系统等众多领域。
由于自旋电子材料性能优异,其研究不断深入,能够作为自旋电子材料使用的产品种类多样,理论上可以应用的材料类型主要有:磁性金属、拓扑绝缘体、磁性半导体、半金属铁磁体、半金属反铁磁体、半半导体、自旋无能隙半导体、双极磁性半导体、反铁磁自旋电子学材料等。自旋电子材料的设计、开发、验证需要大量的资金、时间及人才。
自旋电子材料的研发面临着诸多挑战,但其在推动电子信息产业发展方面具有重要作用,因此研究成果不断增多。Sc2C(OH)2是直接带隙半导体,中国科学院宁波材料技术与工程研究所核能材料工程实验室研究团队发现,Sc2C(OH)2向Sc2CO2转化过程中,会发生两侧近邻位置依次脱氢、C原子和Sc原子结构重排现象,当层两侧氢原子不对等时,结构具有较高的电子自旋极化率,此材料是一种优异的自旋电子器件材料。
我国自旋电子材料研究机构与高校还有西安交通大学、北京航空航天大学、复旦大学、东华大学、济南大学、宿州学院等。新思界
行业分析人士表示,我国电子信息产业发展迅速,生产规模庞大,但一直以来在关键材料研发与生产方面与美国、日本等国家相比差距较大,不利于我国企业提高核心竞争力,因此新型电子材料研发需求迫切。在此背景下,自旋电子材料研发受关注度将不断提高,但其技术瓶颈突破难度大,距离产业化发展还需较长时间。