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用最简单的术语来说，电绝缘体阻止电流的流动。因此，如果绝缘体一侧的电流能在另一侧产生电压，至少可以说是有点违反直觉。
但这正是日本一组研究人员发现的，正如3月11日出版的《自然》杂志上的一项研究详细描述的那样。电流在磁性绝缘体中引起集体激发，这种激发可以传播相对较远的距离，然后在到达电导体时卸载其动量以产生电压。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
尽管绝缘体不能传导电流，但电子不仅仅是简单的电荷载流子。它还具有一种称为自旋的量子力学属性，可以将其视为描述其轴的指向，就像旋转的陀螺一样，以及其磁场的方向。自旋波可以像材料磁矩有序指向的扰动一样，在磁性绝缘体中传播相对较远的距离。
在这项新的研究中，日本东北大学的物理学家斋藤英治和他的同事在钇铁石榴石（Y3Fe5O12）层上铺设了两层铂导体，钇铁石榴石是一种磁性绝缘体，自旋波可以在其中传播数厘米。铂薄膜之间间隔一毫米，距离足够远，可以排除称为隧穿的量子力学现象，在这种现象中，粒子会穿过势垒到达另一侧。
研究人员表明，在磁性绝缘体和导体之间的界面处，两种材料可以交换来自自旋的角动量。铂中传导电子的自旋在下方的钇铁石榴石中引发横向自旋波，然后将自旋传递到一毫米之外的另一层铂薄膜中。这种交换之所以成为可能，是由于导体中的一对现象，即自旋霍尔效应和逆自旋霍尔效应，它们将电荷电流转换为自旋电流，反之亦然。因此，绝缘体中的自旋波充当信号，可以从两侧导体中的电荷进行编码和解码。“在实验中，电信号是由电子的自旋而不是电流携带的，”斋藤说。
Arne Brataas称这项新工作是“令人印象深刻的……独立有趣的现象的结合”。Brataas说，研究人员“通过实验证明了电信号如何转换为纯自旋信号，通过没有电荷流动的绝缘介质传输，并最终转换回电信号。”他补充说，这项研究可能会在寻找在自旋电子学或自旋电子学中跨宏观距离传输信号的方法中找到用途。
Burkard Hillebrands也赞扬了研究人员将以前不同的现象结合在一起。Hillebrands说，自旋波已经得到广泛研究，但通过自旋霍尔效应及其逆效应来引发和检测它们“是一项重大突破”。