在實驗室中，研究人員證明了一種新效應——稱為逆自旋霍爾效應(Hall effect)——利用微波作為磁自旋的來源，將磁自旋流轉換成電流。這聽起來像是繞遠路走了，因為手機天線已經將微波轉化為電能了；然而，研究人員想證實的重點並不在於預覽某種應用
，而是要證明逆自旋霍爾效應確實可被利用和控製
，從而成為21世紀的工具。他們預測這種效應可在一般的電池、太陽能電池與行動裝置等應用派上用場。

　　

“我們從該裝置收集的能量是透過微波輻射的方式輸送至該裝置的——在這個意義上，能量轉換與天線的原理一樣，即將電磁輻射轉換成電流，”猶他大學教授Christoph Boehme在接受專訪時表示。“不同的是，我們的裝置所具有的實體機製完全不同。它並不是透過感應完成轉換，而是藉由逆自旋霍爾效應。事實上，澄清這樣的事實——我們看到的不是寄生效應，如電感應(例如簡單的天線效應)或其它已知的現象——正是這一研究的目的。”

　　

逆向霍爾效應最早是由蘇聯科學家在1984年證實
，最近在半導體領域(2006年)和鐵磁性金屬領域(2013年)也有進一步的研究。其概念相對簡單：zhengruzaiyuanziweiraochuandaodianliushiyinfacizixuanqiezixuanfangxiangqujueyudianliufangxiangyiyang
，ruonengyinfaweiraodaoxianzhouweideyuanzifashengcizixuan

，daoxianneiyeyinggaihuiyoudianliu。

　　

然而，概念雖簡單
，可展示該概念的設備卻很複雜——為此
，微波粉墨登場。逆自旋霍爾效應的早期實驗使用的是恒定微波——yuweiboluneideyiyang。yihandeshi，weibojiangzhuangzhideqiyubufenkaojiaole，shideshiyanhenkuaiyaozhe

，meishenmechengji。tamendeshibaiyeweishoujihuanjingzhongdezasanweiboliuxiayinying，suiranBoehme與其合作夥伴VALY Vardeny教授，都認為該想法有可取之處。

　　

“這是個很好的想法，它是否會成為逆自旋霍爾效應的應用還有待證明，”Boehme在回答我利用雜散微波發電的建議時表示。

　　

然而

，他可能隻是出於禮貌，因為他在實驗中使用脈衝微波消除過熱的問題。另外，他建議的應用聽起來比我想的更可行。

 

 

建構在一小片玻璃(頂部)上的元件能以逆自旋霍爾效應將磁自旋流轉換為電流。關鍵是一個夾層元件(底部)，其中外部磁場和微波脈衝在鐵磁體上產生自旋波，然後在嵌入於有機半導體(聚合物)的銅電極上轉換為電流。 （來源：猶他大學，Kipp van Schooten和Dali Sun）

　　

“我們從其它自旋電子學應用(如硬碟讀取磁頭)了解到
，自旋電子學可填補磁場到電流轉換技術中簡單感應不再有效的這塊空白——也即感應此時變得很不敏感、效率降低(以硬碟來說，就是讀取頭太小)
，”Boehme表示



，“可以想像，能以非常低的成本，在軟性基板(基本上是種箔片)上產生奈米尺寸的薄膜有機半導體層
，並用其做出逆自旋霍爾效應元件，所以現在，還無法預測應用範圍。如果效率允許(我們現在還不知道！)
，那麼也可以想像，應可用其收集周圍環境的微波輻射，將收集到的能量用於其它應用。”

 

一言以蔽之
，逆自旋霍爾效應是可行的(如本文相關圖表和論文)
；tashizixuandianzixuedexinyingyong
，zaimouxiefangmianfengfuleyeyibuduanchengchangkeyongyushoujicizixuandezixuandianzixiaoyinghezhuangzhigongjuxiang。jiexialai，xuyaojingqueceliangqixiaolvbingchangshijinxingyixieshidangdeyingyong，yibianjiancenizixuanhuoerxiaoyingduiyuweilaideyoujibandaotiduomeyoubangzhu。

　　

“我們研究的目標在於展示如何以一種‘直接的方式’檢測逆自旋霍爾效應，在缺少或很少簡單微波感應效應和其它訊號存在的條件下
，顯示出強大且可直接觀察到的逆自旋霍爾效應，”Boehme告訴記者。“透過搭建裝置和進行實驗
，我們已將逆自旋霍爾效應的強度較之以前提高了100倍
；同時也抑製了寄生效應。所以，現在我們的裝置可以很輕易地觀察到這種效應。在不久的將來，我們(可能還有其它研究團體)將使用此進展對該效應進行真正詳細的研究。當然
，這些研究的一部份將著眼於該效應到底能多有效地用於潛在技術應用上。”

 

 

 

研究人員在猶他大學的物理實驗室，透過為幾種有機半導體施加脈衝微波
，展示逆自旋霍爾效應
，這一效應可望用於未來的電池、太陽能電池和行動電子裝置（來源：猶他大學
，Christoph Boehme）

　　

因yin此ci，答da案an仍reng然ran懸xuan而er未wei決jue，而er研yan究jiu人ren員yuan們men隻zhi是shi提ti出chu了le基ji本ben的de配pei方fang。它ta將jiang有you賴lai於yu研yan究jiu人ren員yuan在zai未wei來lai的de實shi驗yan中zhong評ping估gu逆ni自zi旋xuan霍huo爾er效xiao應ying在zai未wei來lai應ying用yong中zhong的de有you效xiao性xing。就jiu個ge人ren而er言yan
，我wo希xi望wang這zhe最zui終zhong能neng解jie決jue來lai自zi通tong訊xun基ji地di台tai的de“微波超載”，使人們不再受到微波的長期‘烘烤’，但如果必須選擇的話
，我會在較小規模的晶片應用下睹注，如用於未來超低功耗有機半導體的新自旋電子元件。

　　

研究人員證明了逆自旋霍爾效應可作用於三種有機半導體材料中：PEDOT
、PSS以及3種富含鉑的有機聚合物
，其中兩種是π共軛聚合物，另一種是球形碳-60分子(巴克球)，後者被證明最有效。