马丁的论文

电子运动对自旋电子效应的影响可能比以前假设的要大得多。这一发现是由马丁·路德大学MLU的物理学家领导的国际研究小组做出的。到目前为止，这些效应的计算首先考虑电子的自旋。这项发表在《物理评论研究》杂志上的研究为开发自旋电子元件提供了一种新方法。

许多技术设备都是基于传统的半导体电子学。充电电流用于存储和处理这些元件中的信息。然而，这种电流会产生热量和能量损失。为了解决这个问题，自旋电子学利用了电子的一个基本性质，即自旋。“这是一种固有的角动量，可以想象成电子绕着自己的轴旋转，”马里兰大学的物理学家安妮卡·约翰逊博士解释道。自旋与磁矩有关，除了电子的电荷，可以用在新一代快速高效的元件中。

为了实现这一点，需要电荷和自旋电流之间的有效转换。Edelstein效应使这种转换成为可能:通过施加电场，在原来的非磁性材料中产生电荷电流。此外，电子自旋对齐，材料变得有磁性。“以前关于Edelstein效应的论文主要关注电子自旋如何有助于磁化，但电子也可以携带同样有助于磁化的轨道矩。如果自旋是电子的固有旋转，那么轨道矩就是围绕原子核的运动，”Johansson说。这类似于地球，它和太阳一样绕着自己的轴旋转。像自旋一样，这个轨道力矩产生一个磁矩。

在这项最新研究中，研究人员使用模拟来研究自旋电子学中常用的两种氧化物材料之间的界面。约翰松说:“虽然这两种材料是绝缘体，但在它们的界面上有一种金属电子气，它以有效的电荷-自旋转换而闻名。”该团队还将轨道矩纳入到埃德尔斯坦效应的计算中，发现轨道矩对埃德尔斯坦效应的贡献至少比自旋大一个数量级。这些发现有助于提高自旋电子器件的效率。