西班牙物理学家首次观察到磁振子拖曳效应

伤我心太深

西班牙卡特兰纳米技术研究院研究人员称，他们在一项最新发现中首次观察到了磁振子拖曳。这一发现结束了科学家50年来追寻独立热电效应的历程，对研究能量转化应用、开发自旋信息传输新途径也具有重要意义。相关论文发表在12月18日《自然·材料学》杂志网站上。

热电效应能帮助人们在纳米尺度管理热量，利用热量流动来操控自旋信息。随着信息技术的发展，自旋电子学中的热电效应越来越受到人们关注。上世纪50年代首次发现热电效应，在固体中，当电子经过原子，其电荷就会改变附近的晶格结构，产生波动；反过来，晶格波动也会影响电子运动，就像海浪推动一个冲浪运动员在滑行。这种相互作用导致的热电效应其实是一种声子拖曳效应。此后不久，科学家预言在磁性材料中也存在类似现象：磁振子拖曳。

在铁磁体中，自旋保持着平行的方向。如果发生了紊乱，就会产生自旋波影响电子运动，因此磁振子流（自旋波量子）也会拖动电子。研究人员解释说，尽管这和声子拖曳很相似，但要观察磁振子拖曳却非常困难。主要原因是声子拖曳太显著，把磁振子拖曳和声子拖曳区别开非常困难。多年来，科学家只报道过一些间接证据。

为此，研究人员设计了一种特殊设备来分开磁振子拖曳和其他热电效应。这种设备类似一种温差电堆，在冷热源之间以热并联电串连的方式排布大量成对的铁磁线，通过控制成对铁磁线中的磁方向，来分离电子和声子拖曳的热电效应，独立研究磁振子拖曳。

论文指出，检测结果作为温度的函数，显示出磁振子拖曳效应服从磁振子和声子总体变化。这一信息对理解电子—磁振子相互作用、磁振子动力学和热自旋传输的物理机制非常关键