德国研究人员成功创制出全球首个经实验验证的二维半金属材料，一种仅允许单一自旋方向电子导电的新型材料。这项突破性的研究发表于《物理评论快报》，标志着自旋电子学领域取得重要进展。传统半金属材料在超低温下工作且表面性能会丧失，极大地限制了其应用。此次创制的铁钯合金超薄膜，在常温下即可实现二维半金属性，并与薄膜技术兼容，为自旋电子器件的实际应用奠定了基础。该材料在自旋过滤器、自旋轨道扭矩系统等方面具有广阔前景，并可能为纳米磁器件带来新功能。

🔬 **全球首个二维半金属材料的突破性创制：** 德国于利希研究中心的研究人员成功制备出全球首个经实验验证的二维半金属材料。这种材料的独特性在于它只允许具有单一自旋方向（“自旋向上”或“自旋向下”）的电子通过，这与传统导体允许所有电子通过的特性截然不同。

💡 **自旋电子学领域的重大进展：** 该研究成果发表于《物理评论快报》，标志着新一代高能效自旋电子学材料研究取得了重要突破。自旋电子学是一种利用电子电荷和自旋双重属性来实现数据存储和处理的新型信息技术，而这种新型半金属材料是其理想的候选材料。

🚀 **克服传统半金属材料的局限性：** 此前已知的半金属材料普遍存在在超低温下才能工作以及在材料表面失去特殊性能的问题，这极大地限制了它们的实际应用。此次创制的二维半金属材料，通过在钯晶体上制备仅两个原子厚度的铁钯合金超薄膜，成功实现了在常温下的二维半金属性，并保持了其特殊性能。

⚙️ **实际应用前景广阔：** 该材料在室温下的有效性以及与薄膜技术的良好兼容性，为其实际应用铺平了道路。它可以作为自旋过滤器、自旋轨道扭矩系统等自旋电子器件的基础组件，尤其是在存储芯片的磁状态切换方面具有重要应用价值。

🌟 **为纳米磁器件开发新功能：** 此外，该材料还表现出罕见的“自旋极化方向与磁化方向相反”的特性，这一独特的性质有望为纳米磁器件的开发带来新的功能和应用方向。

IT之家 7 月 21 日消息，德国于利希研究中心（Forschungszentrum Jülich）的研究人员宣布成功创制出全球首个经实验验证的二维半金属材料。这是一种仅允许单一自旋方向（“自旋向上”或“自旋向下”）电子导电的材料。

相关成果以“编辑推荐”形式发表于《物理评论快报》（IT之家附 DOI:10.1103/mx46-85zf），标志着新一代高能效自旋电子学材料研究取得重要突破。

与传统导体不同，半金属仅允许一种自旋方向的电子通过，因此成为自旋电子学（利用电子电荷与自旋双重属性实现数据存储和处理的新一代信息技术）的理想候选材料。

此前所有已知半金属仅在超低温下工作，且在材料表面失去特殊性能，极大限制其应用。该团队通过创新设计，在钯晶体上制备出仅两个原子厚度的铁钯合金超薄膜，利用自旋分辨动量显微镜技术证实该合金仅传导单一自旋方向的电子，首次实现二维半金属性。

该材料可作为自旋过滤器、自旋轨道扭矩系统等自旋电子器件的基础组件，用于存储芯片的磁状态切换。

其室温有效性及与薄膜技术的兼容性，为实际应用铺平道路。此外，其罕见的“自旋极化方向与磁化方向相反”特性，有望为纳米磁器件开发新功能。