原來某些超導體也可以攜帶「自旋」電流！

這是一張含有自旋電流流動的超導體的概念圖

研究人員已經發現，某些超導體 (就是一些能夠在非常低的溫度下攜帶零電阻電流的材料)也可以承載「自旋」電流。超導和自旋的完美結合可以通過大幅度減少能量消耗，來引領一場高性能計算的革命。

自旋是一種粒子的固有角動量，並且通常存在於非超導非磁性材料中的單個電子中。 旋轉可以是"上"或"下"，並且對於任何給定的材料，都有一個可以進行旋轉的最大長度。 在常規超導體中，通常是具有相反自旋的電子被配對在一起，因此使得電子流動具有零自旋。

幾年前，劍橋大學的研究人員發現，創建自旋對準的電子對是可能的：上-上或下-下。在凈電荷電流為零的情況下， 自旋電流可以被向相反方向移動的上-上或下-下電子對攜帶。 創建如此純的旋轉超電流的能力是朝著團隊創造超導計算技術的願景邁出的重要一步，該技術可以使用比現在的硅基電子產品更少的能源。

現在，同樣的研究人員已經發現了一組鼓勵配對自旋對準電子的材料，以便自旋電流在超導狀態下比在非超導（正常）狀態下更有效地流動。 他們的結果在Nature Materials雜誌上被報道出來。

負責研究的劍橋大學材料科學與冶金系的教授馬克布萊米說:「儘管正常狀態自旋電子學或自旋電子學的某些方面比標準半導體電子學更有效，但因為產生自旋電流所需的大量充電電流浪費了太多的能量，所以大規模應用已被阻止，而產生和控制自旋電流的完全超導方法卻能提供一種改進方法。」

在目前的工作中，Blamire和他的合作者使用了一種多層金屬薄膜，其中每層只有幾納米厚。 他們觀察到，當微波場施加到薄膜上時，它導致中心磁層向它旁邊的超導體發射自旋電流。

Blamire說：「如果我們只使用超導體，一旦系統冷卻到超導體溫度以下，自旋電流就會被阻斷，但令人驚訝的是，當我們向超導體添加鉑層時，超導狀態下的自旋電流大於正常狀態。」

儘管研究人員已經表明某些超導體可以攜帶自旋電流，但迄今為止這些超導體只能在短距離內發生。研究團隊的下一步是了解如何增加距離以及如何控制自旋電流。

原文來自sciencedaily，原文題目：Some superconductors can also carry currents of "spin"，由材料科技在線團隊翻譯整理

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