PtCoO2薄膜，登上Nature Materials！

背景：自旋电子器件需要高效的自旋源材料实现电荷电流到自旋电流的转换，但传统材料在提高转换效率时往往伴随电阻率上升和能量损耗增加，限制了低功耗自旋轨道矩磁随机存储器的发展。研究目的：清华大学南天翔、易迪及中科院合肥固体物理研究所朱雪斌等人旨在探索一种能同时实现高电荷-自旋转换效率与超低电阻率的新型材料，并揭示其物理机制。结论：研究发现在高导电金属PtCoO2薄膜中引入氧空位驱动的局部极性纳米区域，可打破反转对称性，在保持极低电阻率（3-5μΩ·cm）的同时，将电荷-自旋转换效率提升两个数量级，实现室温下高达1.6×10⁷ ℏ/2e(Ω·m)⁻¹的自旋霍尔电导率，创下全球最高纪录。基于该材料的自旋轨道矩器件在低电压和低电流密度下成功实现磁化翻转，功耗显著低于传统铂基器件，并展现出与硅衬底的兼容性和优异耐久性，为下一代高效自旋电子器件提供了全新的设计策略。