利用超短激光脉冲直接产生自旋电流

一个国际物理学家团队发现，使用某些类型的超短激光脉冲可以直接产生自旋流。在发表于《物理评论快报》杂志的研究中，该团队使用线性偏振激光脉冲和圆偏振探测激光来产生自旋流。

自旋电流是一种电流，其中电子通过对齐的自旋排列。理论表明，它们可以提高电子设备的运行速度，同时有望提高其效率，从而降低能源成本。

之前为了以可用方式产生此类电流，人们通常使用激光来产生自旋，尽管是间接的。然而，这些努力被证明是低效的，因为所用的激光会产生混合取向的电子，因此需要过滤其中一种。在这项新的努力中，研究小组找到了一种直接用相同取向的电子产生自旋电流的方法。

研究人员制作了一个目标块，该块由 20 层交替的铂和钴层组成，每层厚度只有 1 纳米。接下来，他们将块放入容器中，并从底部到顶部向其施加磁场，使磁场垂直于块中的各层——磁场也足够强，可以使两种层状材料中的电子自旋对齐。

接下来，研究人员使用短脉冲向木块发射偏振激光。然后，他们在同一位置向木块发射另一束激光——这一次是圆偏振探针类型。这导致在几飞秒内将组成木块的各层之间的电子自旋转移，研究小组指出，这比其他技术更快。

在测试他们的设备时，研究小组发现激光迫使块体两层内部的磁序发生突然变化，从而改变了磁性程度。他们还使用理论计算来近似电子相互作用，发现它们与实验结果一致。