报告摘要:

与电荷流不同，自旋流在时间反演下保持方向不变，且不依赖于电子的实际运动。因此，以自旋作为信息载体，有望构建出超低耗散电子器件。自旋流本质上是一个描述自旋取向与流动的张量，在传统自旋霍尔效应中，电流、自旋流与自旋极化三者彼此正交。这种正交性在传统的“重金属/铁磁金属”异质结中严重限制了自旋流张量的自由度，导致自旋极化方向与抗阻尼‑自旋轨道力矩方向被局限在面内。在这种情况下，若要翻转垂直磁存储器件中的磁化方向，往往需要施加外磁场或通过复杂的非对称结构设计来实现，这极大制约了自旋流器件在实际应用中的可行性与集成度。本报告将重点阐述非常规自旋输运现象与晶体对称性之间的对应关系，并介绍我们在外延薄膜体系下围绕自旋轨道力矩及相关霍尔效应所开展的研究思路与初步进展：我们在单层铁磁金属中实现了接近100%的无外场室温垂直磁化翻转，同时观测到其与面内霍尔效应共存的现象；此外，在C3v晶格中发现了一系列与晶格对称性紧密关联的自旋输运行为。

主讲人简介：

刘亮，2016年毕业于北京大学物理学院，2016年至2022年在新加坡国立大学从事博士后研究工作，2022年加入上海交通大学任长聘教轨副教授、博士生导师。主要研究方向为自旋电子材料与物理。入选国家海外高层次青年人才、上海市领军人才，并获“小米青年学者”称号。主持科技部重点研发计划青年项目、国家自然科学基金面上项目等科研任务，以第一作者或通讯作者在 Nature Nanotechnology、Nature Communications、Nano Letters、Advanced Materials 等期刊发表论文20篇，申请美国发明专利3项（均已授权）及PCT国际专利1项。