自旋电子学研究表明材料的磁特性可以预测自旋电流如何随温度变化

自旋电子学因其对传统电子学的一系列潜在优势而受到广泛关注。这些包括降低功耗、高速运行、非易失性以及新功能的潜力。

自旋电子学利用电子的本征自旋，该领域的基础是控制自旋自由度的流动，即自旋电流。科学家们专注于寻找创建、移除和控制它们以用于未来应用的方法。

检测自旋电流并不是一件容易的事。它需要使用宏观电压测量，以观察材料上的整体电压变化。然而，一个常见的障碍是缺乏对这种自旋流在材料本身内实际移动或传播的了解。

一组研究人员现在报告了一种预测自旋电流如何随温度变化的方法。该研究发表在《应用物理快报》上。

该论文的合著者、东北大学材料研究所副教授YusukeNambu表示：“通过中子散射和电压测量，我们证明了材料的磁性可以预测自旋电流如何随温度变化。”IMR)。

Nambu和他的同事发现，自旋电流信号在特定的磁温度下改变方向，并在低温下减小。此外，他们发现自旋方向或磁振子极化会在该临界磁温度之上和之下翻转。磁振子偏振的这种变化与自旋电流的反转相关，从而揭示其传播方向。

此外，所研究的材料表现出具有不同间隙能量的磁性行为。这表明，在与该间隙能量相关的温度以下，自旋流载流子不存在，导致在较低温度下观察到自旋流信号的减少。值得注意的是，自旋流的温度依赖性遵循指数衰减，反映了中子散射结果。

Nambu强调，他们的发现强调了理解自旋电子学研究中微观细节的重要性。“通过阐明磁性行为及其温度变化，我们可以全面了解绝缘磁体中的自旋电流，为更准确地预测自旋电流并有可能开发性能增强的先进材料铺平道路。”