石墨烯中首次演示量子自旋霍尔效应

石墨烯中的量子自旋霍尔效应（艺术图）。蓝色和红色球体分别代表沿石墨烯边缘运动的自旋向上和自旋向下的电子。图片来源：荷兰代尔夫特理工大学荷兰代尔夫特理工大学科学家首次在无需外部磁场的条件下，观测到石墨烯中的量子自旋流。这一突破性发现为自旋电子学的发展提供了关键支持，标志着向实现量子计算和先进存储设备迈出了重要一步。相关成果发表于最新一期《自然-通讯》。这是科学家在实验中首次在石墨烯中演示了“量子自旋霍尔效应”。在这种效应下，电子会沿着石墨烯的边缘无损耗地流动，所有电子的自旋方向保持一致。自旋是电子的一种内禀量子特性，类似于一个微型磁针，可以指向“上”或“下”。利用电子自旋来传输和处理信息是自旋电子学的核心原理。这类器件有望成为下一代高速、低能耗电子设备、量子计算机以及先进存储系统的关键基础。长期以来，在石墨烯中实现量子级别的自旋输运通常需要施加强外部磁场，这不仅限制了其在芯片上的集成应用...