據(jù)外媒報道，英國曼徹斯特、荷蘭、新加坡、西班牙、瑞士和美國的一組研究人員發(fā)表了一篇稱作自旋電子學(xué)、有關(guān)計算機設(shè)備研發(fā)的評論，其中表示可以將石墨烯作為下一代電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料。

（圖片來源：曼徹斯特大學(xué)）

最近，石墨烯和相關(guān)的2D（二維）材料中電子自旋輸運在理論和實驗中取得的進展和研究現(xiàn)象已經(jīng)成為一個令人著迷的研發(fā)領(lǐng)域。

自旋電子學(xué)結(jié)合了納米級電子學(xué)和磁學(xué)，可以讓電子以超過摩爾定律（Moore’s law）的速度發(fā)展。摩爾定律認為，計算機處理能力大約每兩年就會翻一番，而且價格會減半。與依賴電荷電流的傳統(tǒng)電子設(shè)備相比，自旋電子設(shè)備具備更高的能源效率以及更低的耗散。原則上看，我們可以讓手機和平板電腦采用基于自旋的晶體管和存儲器運行，可大大提高運行速度和存儲容量。

自2004年被分離以來，石墨烯就為其他2D材料打開了大門。研究人員利用此類材料打造出一堆稱作異質(zhì)結(jié)構(gòu)的2D材料。此類材料可以與石墨烯結(jié)合，打造出新型“設(shè)計材料”，以創(chuàng)造出之前只存在于科幻小說中的應(yīng)用。

此次發(fā)表的評論關(guān)注于由異質(zhì)結(jié)構(gòu)及其現(xiàn)象引發(fā)的新觀點，此類現(xiàn)象包括近距離自旋軌道效應(yīng)、耦合自旋對光、電可調(diào)性和2D磁學(xué)等。

普通人已經(jīng)在筆記本電腦和PC上遇到過自旋電子學(xué)，此類設(shè)備已經(jīng)在硬盤驅(qū)動器的讀頭以磁性傳感器的形式應(yīng)用自旋電子學(xué)，而此類傳感器也用于汽車行業(yè)。

在石墨烯和其他2D材料中的受控自旋輸運在設(shè)備上的應(yīng)用前景越來越好，特別令人感興趣的是特制異質(zhì)結(jié)構(gòu)，也稱作van der Waals異質(zhì)結(jié)構(gòu)，由一堆順序被精確控制的2D材料構(gòu)成。

目前已經(jīng)有傳感器和存儲器等數(shù)以億計的自旋電子設(shè)備處于生產(chǎn)中，每個硬盤驅(qū)動器都有一個采用旋轉(zhuǎn)流的磁性傳感器，而且磁性隨機存儲器（MRAM）芯片也變得越來越受歡迎。

總的來說，石墨烯及相關(guān)2D材料的自旋電子學(xué)領(lǐng)域目前正向?qū)嵱眯褪┳孕娮釉O(shè)備發(fā)展，例如耦合納米振蕩器在空間通信、高速無線電鏈路、車輛雷達和芯片間通信等領(lǐng)域的應(yīng)用。