自旋电子学及其器件产业化

摘要

电子同时具有电荷与自旋二个本征量，电荷为标量，自旋为矢量，以往，二者在不同的领域发挥重要的作用，自旋主要局域于磁性材料领域，对强耦合的自旋体系已成为重要的磁有序材料，其中含铁磁、亚铁磁、反铁磁以及自旋螺旋有序材料，而电荷却活跃在电工、电子等众多领域。溯源上千年，人类已对磁与电有所感性认识，纵观人类社会的发展史，19世纪人类在对电流、磁场及其互作用的科学研究基础上，成功地制造了电动机、发动机、电灯、电话等电器，形成了电工学，从而在美国、欧州首先产生了第二次产业革命，使人类进八到电气化时代，从物理的观点看来，19世纪是人类开始按照科学的规律用电场调控电子电荷流的新纪元，20世纪是人类利用量子力学，能带理论在半导体中调控电荷运动，形成了微电子学的新学科，制造出二极管到超大规模集成电路的IC芯片，从而开创了第三次产业革命，使人类进入到信息化时代。