Research progress

科研进展

2025/11/12

肖聪、江华研究组提出内禀动态自旋产生机制——绝缘体中电控自旋新范式

在自旋电子学中,实现绝缘态材料中的高效、低损耗自旋操控一直是核心挑战。传统的电致自旋响应机制主要针对直流和低频电场,但近年来,与此同时,近年来实验技术的突破使得频率高达太赫兹量级的快速变化电场可以直接与材料的量子态发生作用。这一进展带来了许多无法用传统静态理论解释的自旋现象:例如绝缘体中的瞬态自旋信号、超快反铁磁动力学、以及仅在高频下出现却在直流极限完全消失的自旋响应。这表明静态线性理论已无法覆盖这类问题,而揭示快速时间变化下的自旋产生机制,成为当前信息功能材料研究的关键科学问题之一。近期,复旦大学理论物理与信息科学交叉中心肖聪青年研究员和江华教授、香港理工大学杨声远教授带领的的合作团队提出了一种由时间变化电场驱动的内禀动态自旋产生机制(Intrinsic Dynamic Electrical Spin Generation, DESG)。该机制表明,在频率足够高且主要为带内响应的条件下,电子自旋的产生并不一定由电场本身驱动,而可以由电场的时间导数触发。这一效应源自电子能带的量子几何性质,具体体现为一种称为动态反常自旋极化率的能带几何量,因此具有完全“内禀”、不依赖散射的特征。与以往只

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