我国学者开发出在常温下能谷自旋基本单元器件

　　据浙江大学杭州国际科创中心报道，南京大学电子工程学院的王肖沐、施毅课题组同浙江大学的徐杨课题组以及北京计算科学研究中心合作，研制了一种在常温下实现能谷自旋流产生、传输、探测和调控等全信息处理功能的固态量子器件。

图片来源：浙江大学杭州国际科创中心

　　据悉，该研究团队提出和实现了一种“能谷自旋”晶体管新颖器件。该器件以能谷自旋自由度替代电荷作为信息编码的载体，能谷自旋器件中数据的操作和传输可以不涉及电荷流，从而有望实现低功耗的功能器件。

　　此外，合作团队还利用不对称等离激元纳米天线中的光学手性，实现电磁场与过渡金属硫族化合物中能谷自旋的可控相互作用，并结合材料中的手性贝瑞曲率，在器件级别上实现了谷信息的产生、传输、探测和开关操作。

　　这一能谷自旋晶体管对能谷信息的注入，传输和探测过程进行了优化和改进，使得能谷信息流得以在零偏置电压下独立于电荷流进行传输和调控。并且该器件单元有望通过类似于CMOS电路的构造方式集成形成特定逻辑功能的低功耗谷电子电路。

　　据介绍，这项研究的重要意义在于，首次提出了一种室温工作的能谷自旋的基本单元器件，这为后摩尔时代的新型谷信息器件的发展提供了一种思路，展示了能谷信息器件应用于未来集成电路的可能。此外，该器件将光信号直接转换为谷信号的这一方式，有望应用于未来的基于谷自旋流的低功耗新型光存储和图像传感器。

　　2020年7月21日，该成果以发表在《自然·纳米技术》。该项目研究还得到了南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心、浙江大学杭州国际科创中心、硅材料国家重点实验室、现代光学仪器国家重点实验室、浙大微纳加工中心的支持，以及国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院前沿科学重点研究项目、中央高校基本科研专项资金、浙江省自然科学重点基金等项目的资助。