計算機的發(fā)展離不開(kāi)對電子帶有電荷這一性質(zhì)的操控，而電子的另一性質(zhì)自旋則長(cháng)期未得到開(kāi)發(fā)利用。荷蘭研究人員在新一期英國《自然》雜志上報告說(shuō)，他們首次在室溫下在半導體硅材料中使電子自旋極化狀態(tài)得以實(shí)現，這將有助于研發(fā)新一代計算機。

    據介紹，根據自旋軸相對于周?chē)�磁�?chǎng)的指向，電子自旋具有向上和向下兩個(gè)狀態(tài)，如果能在計算機中用這兩種狀態(tài)來(lái)代表０和１，那么將可開(kāi)發(fā)出新一代基于電子自旋的計算機。但在此前的研究中，自旋極化狀態(tài)只有在零下１００多攝氏度的低溫下才能在計算機常用的半導體硅材料中持續存在。

    荷蘭特文特大學(xué)的研究人員報告說(shuō)，他們在實(shí)驗中發(fā)現，只要在半導體硅片和磁性材料之間插入厚度不到１納米的氧化鋁薄膜，再施加一個(gè)電場(chǎng)，那么自旋極化的電子就會(huì )從磁性材料向硅片移動(dòng)，氧化鋁薄膜會(huì )起到過(guò)濾器的作用，只有某個(gè)特定自旋狀態(tài)的電子能夠通過(guò)，從而在室溫下使有序的電子自旋極化狀態(tài)體現在硅片中。

    荷蘭研究者說(shuō)，當前計算機中的電子元件越來(lái)越小，對電荷的控制越來(lái)越復雜，在這種情況下操控電荷對能量的需求也越來(lái)越高，這已經(jīng)成為計算機進(jìn)一步發(fā)展的一個(gè)瓶頸。而操控電子自旋所需的能量相對要小得多，基于電子自旋的計算機將可以繞過(guò)這個(gè)瓶頸，有望促使計算機技術(shù)繼續高速發(fā)展。