俄罗斯科学家发明世界上第一台具有空间分辨率的新型纳米膜自旋探测器

据塔斯社网4月22日报道，俄罗斯物理学家首次利用由铁磁薄膜制成的纳米膜，成功制造出能够测量自由电子自旋特性的探测器。这一成果由俄罗斯科学院西伯利亚分院半导体物理研究所完成，并将应用于西伯利亚环形光子源（SKIF）设备，未来有望助力开发新型电子显微镜。

研究人员表示，该探测器将集成到角分辨光电子能谱（ARPES）实验室装置中，并有望在 SKIF 的电子结构站中发挥重要作用。自旋是电子和其他基本粒子的量子特性之一，通常处于“自旋向上”或“自旋向下”两种状态。获取自旋状态信息对于粒子特性研究和自旋电子学开发至关重要。

尽管电子自旋特性早在1929年就已开始研究，但此前缺乏可靠且简单的测量方法，尤其是对于自由电子。俄罗斯科学家通过使用由钴和铂制成的铁磁材料纳米膜，解决了这一难题。这种纳米膜的工作原理类似于偏光太阳镜，能够“过滤”电子的自旋。

该探测器是世界上第一台具有空间分辨率的自旋探测器，其主要功能元件是自旋滤波器。与现有自旋探测器相比，其效率更高，使用寿命可达数年，且成本大幅降低。研究人员还利用该探测器创建了世界上第一个自旋三极管，为真空自旋电子学的发展奠定了基础，该技术有望实现比现有电子设备更快的运行速度。