自旋電子材料,是一種具有較高電子極化率、較長電子自旋弛豫時間的材料,可利用電子的自旋和磁矩來傳輸信息。自旋電子材料處理數據速度快,并可實現運算與存儲同步進行,其工作效率大幅提高;自旋電子材料能耗低,理想條件下只產生自旋電流不產生電荷電流,不排放熱量與污染物;自旋電子材料可以與傳統電子器件兼容。自旋電子材料是新一代電子信息技術用材料中最具發展潛力的一種。
根據新思界產業研究中心發布的
《2021-2025年自旋電子材料行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,信息時代背景下,隨著科技進步,高性能、低功耗電子材料需求迫切。傳統數據傳輸是利用電子脈沖傳遞二進制信號,自旋電子材料數據傳輸方式與之不同,是通過電子的自旋方向來傳遞信息,速度快且能耗低,可以應用在計算機存儲、通用存儲器、量子計算、物聯網、大數據、傳感器、飛行器控制系統等眾多領域。
由于自旋電子材料性能優異,其研究不斷深入,能夠作為自旋電子材料使用的產品種類多樣,理論上可以應用的材料類型主要有:磁性金屬、拓撲絕緣體、磁性半導體、半金屬鐵磁體、半金屬反鐵磁體、半半導體、自旋無能隙半導體、雙極磁性半導體、反鐵磁自旋電子學材料等。自旋電子材料的設計、開發、驗證需要大量的資金、時間及人才。
自旋電子材料的研發面臨著諸多挑戰,但其在推動電子信息產業發展方面具有重要作用,因此研究成果不斷增多。Sc2C(OH)2是直接帶隙半導體,中國科學院寧波材料技術與工程研究所核能材料工程實驗室研究團隊發現,Sc2C(OH)2向Sc2CO2轉化過程中,會發生兩側近鄰位置依次脫氫、C原子和Sc原子結構重排現象,當層兩側氫原子不對等時,結構具有較高的電子自旋極化率,此材料是一種優異的自旋電子器件材料。
我國自旋電子材料研究機構與高校還有西安交通大學、北京航空航天大學、復旦大學、東華大學、濟南大學、宿州學院等。新思界
行業分析人士表示,我國電子信息產業發展迅速,生產規模龐大,但一直以來在關鍵材料研發與生產方面與美國、日本等國家相比差距較大,不利于我國企業提高核心競爭力,因此新型電子材料研發需求迫切。在此背景下,自旋電子材料研發受關注度將不斷提高,但其技術瓶頸突破難度大,距離產業化發展還需較長時間。