2023年6月5日上午，量子科学与工程研究院党委在国际量子研究院518报告厅成功举办了第45期“卓粤量子沙龙”活动。本次沙龙邀请了日本理化学研究所高级顾问、中国科学院大学客座讲席教授Sadamichi Maekawa为研究院师生带来题为“Hydrodynamic Effects in Electron Fluids on Spintronics”的报告。本次沙龙由量子研究院助理研究员陈济雷主持。


Maekawa教授首先介绍了流体力学在电流中应用的背景和可能性。在无序的金属中，人们认为电子的传输是类似于扩散的运动。另一方面，当电子-电子相互作用是电流传播耗散的主要来源时，电子的运动就类似于具有剪切粘度的经典液体的流动，即符合流体动力学。近年来，微纳加工技术的快速发展，使得人们在纳米器件和低维材料中扩展这种流体动力电子流体的研究成为可能。在这种流体中，由于角动量的守恒，流体涡量的角动量和电子自旋相互耦合实现自旋-涡量耦合。


Maekawa教授重点介绍了他们结合诺维-斯托克斯方程和自旋扩散方程，在存在自旋涡量耦合的情况下对各种新奇的自旋电子现象展开的研究。从爱因斯坦-德哈斯效应引出spin-rotation效应和spin-vorticity效应，作为一种新奇的自旋流-电荷流相互作用，提供了一种全新的方式来实现自旋电荷转换。基于此效应，他们开发出一种基于梯度氧化材料体系的自旋流注入方式，实现了自旋湍流和自旋层流的激发和探测。


同时，Maekawa教授还介绍了一种更有效利用spin-vorticity效应生成和湮灭磁性斯格明子的方法，从实验和微磁学仿真两个方面分别证明了在形状各向异性较强区域涡度的梯度能够有效的激发磁性斯格明子阵列。


Maekawa教授的报告深入浅出，将自旋电子学领域最前沿的进展和成果分享给研究院的师生们。在自由讨论环节中，Maekawa教授耐心地解答了大家的问题，在场的师生纷纷表示深受启发。活动最后，由陈济雷助理研究员为Maekawa教授赠送了纪念奖章和荣誉证书。