在向手性材料中注入纯自旋时，方向很重要

研究人员从北卡罗来纳州立大学和匹兹堡大学研究了电子的自旋信息，即纯自旋电流，如何在手性材料中传播。他们发现将自旋注入手性材料的方向会影响它们通过材料的能力。这些手性“门户”可以用来设计用于数据存储、通信和计算的高效自旋电子学设备。

自旋电子学器件利用电子的自旋而非其电荷来产生电流并在电子设备中传递信息。

匹兹堡大学肯尼斯P.戴特里奇艺术与科学学院化学教授David Waldeck表示：“自旋电子学的目标之一是通过材料传输自旋信息而无需移动相关的电荷，因为移动电荷需要更多能量——这就是你长时间使用手机和电脑时它们变热的原因。”

手性固体是指不能与其镜像重叠的材料，比如你的左右手。例如，左手套不适合右手，反之亦然。自旋电子学材料中的手性允许研究人员控制材料内自旋的方向。

北卡罗来纳州立大学有机和碳电子实验室（ORaCEL）成员、物理学副教授孙大力表示：“在此工作之前，人们认为材料的手性或‘左右性’对自旋在材料中如何以及是否移动非常重要。当你仍然移动整个电子通过材料时，这仍然是正确的。但我们发现，如果你将纯自旋注入手性材料，自旋电流的吸收强烈依赖于自旋极化与手性轴之间的角度；换句话说，自旋极化是平行还是垂直于手性轴。”

NC State ORaCEL成员、机械与航空航天工程副教授Jun Liu表示：“在这项研究中，我们采用了两种不同的方法，微波粒子激发和超快激光加热，将纯自旋注入选定的手性材料，两种方法得出了相同的结论。”

该研究发表在《科学进展》上，并得到能源部奖项号码DE-SC0020992和ER46430，空军科学研究办公室多学科大学研究倡议(MURI)项目奖项号码FA9550-23-1-0311和FA9550-23-1-0368，国家科学基金奖项号码DMR 2011978和NSF-ECCS 2246254的支持。

NC State博士后研究员Rui Sun、NC State研究生Ziqi Wang和匹兹堡大学研究助理教授Brian Bloom共同为第一作者。