中日美三國科學家聯合破解核自旋極化特性
時間：2017-05-11 來源：科技部
中國吉林大學、日本東北大學和美國奧克拉荷馬大學的研究人員通過聯合研究破解了原子核自旋極化特性。這一研究成果刊登在英國科學雜志《自然通訊》（Nature Communications）的網絡版上。
研究人員將垂直方向磁場作用于封閉在二維結構里的電子，進行冷卻后，發現電阻消失。這說明，電流方向上的電阻發生量子化，從而弄清了原子核自旋極化的特性。這將有助于推動半導體結構中電子自旋與原子核自旋相互作用研究的突破性進展，并給新型核磁共振的開發開辟了新路徑。
研究人員通過對存在量子霍爾邊緣態的結構與不存在量子霍爾邊緣態結構中的核自旋“極化特性”進行對比，明確地發現了樣品邊緣朝特定方向移動的電子流對核磁共振（NMR）產生的影響。這一影響是通過對由核自旋極化及由其引起的電阻進行檢測而得知，上述樣品邊緣的定向電子流也是量子霍爾效應的來源。
由于量子霍爾系統中核自旋極化的基本特性得到破解，因而有關半導體結構中電子自旋與核自旋極化的相互作用的研究將有望獲得突破性進展。此外，通過開發利用邊緣單向移動載體重要作用的新型材料，不僅可能引發新型核磁共振的創新，而且對于開展多個量子結構核自旋的實驗，也提供了可能性。
