我国科学家利用自由电子束实现低维材料的谷电子自旋极化调控

　　随着摩尔定律接近极限，传统的晶体管器件已进入发展瓶颈期，探索新一代信息材料已成为当前信息领域的研究热点。低维量子材料具有谷电子自旋的独特性质，有望成为新一代信息材料在未来6G信息技术和产业中发挥重要作用。然而，如何实现低维量子材料的谷电子自旋极化调控是推动该材料实际应用面临的重大研究挑战之一。
　　近期，在国家重点研发计划“纳米科技”重点专项的支持下，我国科学家设计了结构对称的纳米天线与六方氮化硼/二硒化钨/六方氮化硼的金属/介质复合纳米结构，利用超高分辨电子束精准激发金属结构的圆偏振偶极电磁模式，通过近场相互作用在纳米尺度实现了对低维材料谷极化的调控。同时，研究人员发现电子束激发位点的移动（空间分辨率小于5纳米），能够在50纳米内实现谷极化的“开”和“关”，以及100纳米内的谷极化态反转。
　　该研究提出的新型低维量子材料谷极化电子束操控方案，可指导谷电子器件纳米尺度集成，在逻辑运算、光电存储及未来量子信息研究方面具有重要意义。