主题：自旋霍尔效应

美国科学家首度观察到自旋霍尔效应(spin Hall effect)。早在三十多年前，俄国理论物理学家就已经指出，在有电场的情况下，由于自旋－轨道交互作用(spin-orbit interaction)，行进中的自旋向上和自旋向下电子会朝相反的方向偏折，导致两种电子分别累积在导电样品的两侧，产生自旋累积(spin accumulation)的现象。此现象由于与古典霍尔效应相类似，因此被称为自旋霍尔效应。虽然经过多年的努力，自旋霍尔效应一直没有被观察到，最近加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的David Awschalom等人终于在实验中观察到这个现象。

Awschalom和他的同事分别对砷化镓(GaAs)和砷化铟镓(InGaAs)芯片进行测量。为了要测出自旋霍尔效应(即自旋累积)，他们首先将线性偏振的激光束聚焦在半导体芯片上，然后以激光束扫瞄整个芯片，并且测量从每个位置所反射的激光束的偏振方向。由自旋累积的区域反射的激光束，其偏振方向会发生偏转，此即所谓的「克尔旋转」(Kerr rotation)。实验结果显示，在有施加电场的情况下，样品两侧确实累积了极化方向相反的自旋。

虽然观测到的效应很小，但是这个效应的存在使科学家可以利用电场而非磁场来操控电子的自旋，因而提供一个在半导体材料中传递自旋讯息的新方法，这对于制造实际的自旋电子组件(spintronic devices)将有所帮助。详见Y K Kato et al., Sciencexpress 1105514 (2004).

哦也，传说中的自旋电子学，呵呵