Research progress

科研进展

2025/09/10

Nature Nanotechnology发文!微纳电子器件与量子计算机研究院沈健/何攀课题组与理论物理与信息科学交叉中心谢心澄/江华团队合作发现零磁场下的非线性能斯特效应

近日,微纳电子器件与量子计算机研究院沈健/何攀课题组与理论物理与信息科学交叉中心谢心澄/江华团队在能斯特效应的非线性响应研究上取得进展。相关成果以“Nonlinear Nernst effect in trilayer graphene at zero magnetic field”为题,于2025年6月23日发表在Nature Nanotechnology杂志上。 能斯特效应是一种重要的热电现象,它描述了在材料中施加温度梯度时,产生横向电压的现象。它不仅在基础物理研究中具有重要意义,还在热电能量转化应用中展现了巨大的潜力。传统能斯特效应需要外加磁场或磁性材料来打破时间反演对称性,这限制了其在微型化和电路集成中的应用。近年来,理论预测了一种非线性能斯特效应,即使在没有外加磁场和磁性材料的情况下也能产生横向电压。然而,此前这一效应尚未得到实验验证。 在此背景下,微纳电子器件与量子计算机研究院沈健/何攀课题组通过在ABA构型三层石墨烯中进行实验,首次成功观测到了零磁场下的非线性能斯特效应。实验中,研究人员利用交变温度梯度下的电学谐波测量技术,探测到在低于12开尔文的温度下,三层石墨烯中出

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2025/04/29

肖聪研究组提出内禀非线性自旋霍尔效应——垂直磁化无场操控新策略

随着信息技术的不断发展,在自旋电子学领域,自旋轨道力矩因其可实现非易失性、快速响应的磁化翻转,在下一代磁存储技术中占据核心地位。另一方面,垂直磁各向异性材料是当前设计高存储密度、强稳定性、小尺寸的磁存储器件的最优选择之一。在自旋电子学中,如何有效调控该类材料是近年来研究的重点和难点。当前一个重要的思路是通过线性自旋霍尔效应在强自旋轨道耦合材料中产生垂直极化的自旋流,该自旋流注入垂直磁各向异性材料可用于操控后者的磁化。要实现有效的、无外磁场的磁化翻转,关键在于产生共线极化的自旋流(collinearly polarized spin current, CPSC),即自旋极化方向与自旋流方向一致。而CPSC的产生通常需要具有较低对称性的自旋霍尔材料,现有方案主要是基于界面工程或引入非共线磁结构来降低对称性。 近期,复旦大学理论物理与信息科学交叉学科中心肖聪青年研究员、新加坡南洋理工大学高炜博教授和澳门大学杨声远教授带领的合作研究团队建立了内禀非线性自旋霍尔效应的系统理论框架,提出用非线性效应在高对称性材料体系中产生CPSC的新思路。非线性效应在线性自旋霍尔响应完全被对称性禁止的体

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