赖斯大学的科学家提出的新理论可以促进自旋电子学的发展，自旋电子学是一种依赖于电子状态的器件，其推动力取决于电子的强力。莱斯大学布朗工程学院的材料理论家鲍里斯·雅各布森(Boris Yakobson)和研究生桑尼·古普塔(Sunny Gupta)描述了拉什巴分裂的机理，这种现象在晶体化合物中可见，可以影响电子的“上”或“下”自旋态，类似于“上”或“下”自旋态。普通晶体管“关”。

自旋是一个错误的称呼，因为量子物理学将电子限制在两个状态。但这很有用，因为它使它们有潜力成为下一代量子计算机以及使用更少能源的功能更强大的日常电子设备中必不可少的部件。

然而，寻找读写这些位的最佳材料是一个挑战。

Rice模型通过表征单层来预测能够实现大Rashba分裂的异双(二维双层)。这些将有可能控制足够多的电子的自旋，以制造室温自旋晶体管，这是依靠电流的普通晶体管的高级得多的版本。

古普塔说：“信息处理背后的工作原理是基于可以关闭或打开的电子流。” “但是电子也具有可用于处理信息的自旋自由度，这是自旋电子学的基础。通过优化Rashba效应控制电子自旋的能力可以为电子设备带来新的功能。

他说：“具有自旋相关存储器的手机将比现在强大得多，能耗也要少得多。”

Yakobson和Gupta希望消除查找材料的反复试验。他们的理论旨在做到这一点，发表在《化学学会杂志》上。

古普塔说：“电子自旋是微小的磁矩，通常需要一个磁场来控制。” “但是，很难在计算中典型地小范围地操纵这样的磁场。拉什巴效应是一种现象，它使我们能够通过易于应用的电场而不是磁场来控制电子自旋。”

Yakobson的小组专门研究原子级的计算，这些计算可预测材料之间的相互作用。在这种情况下，他们的模型帮助他们理解了计算单个材料成分的Born有效电荷提供了一种预测双层中Rashba分裂的方法。

古普塔说：“出生的有效电荷表征了在原子的外部扰动下键极化的变化速率。” “当两层堆叠在一起时，它可以有效地捕获晶格和电荷的变化，从而导致整个层间极化和界面场，这是导致Rashba分裂的原因。”

他们的模型产生了两个异质双层，即MoTe 2 | Tl 2 O或MoTe 2 | PtS 2的晶格，它们是操纵Rashba自旋轨道耦合的良好候选者，它们发生在由弱货车保持在一起的两层之间的界面上德华力。(对于化学性质较小的分子，Mo是钼，Te是碲，Tl是th，O是氧，Pt是铂，S是硫。)

古普塔指出，已知拉什巴效应发生在反转对称性破裂的系统中，在该系统中，电子的自旋垂直于其动量，从而产生磁场。它的强度可以通过外部电压来控制。

他说：“不同之处在于，由于拉什巴效应而产生的磁场取决于电子的动量，这意味着向左移动和向右移动的电子所经历的磁场是不同的。” “想象一下一个电子，它的自旋指向z方向并沿x方向移动;它将在y方向上经历与动量相关的拉什巴磁场，这将使电子沿y轴进动并改变其自旋方向。”

在传统的场效应晶体管(FET)根据带有栅极电压的势垒上的电荷流来导通或关断的情况下，自旋晶体管通过栅极电场控制自旋进动的长度。如果在晶体管的源极和漏极处的自旋方向相同，则该设备处于开启状态;否则，器件处于打开状态。如果方向不同，则关闭。因为自旋晶体管不需要FET中的电子势垒，所以它需要的功率更少。

Gupta说：“与传统的基于电荷的电子设备相比，自旋电子设备具有巨大的优势。” “自旋状态可以快速设置，这使数据传输更快。自旋是非易失性的。即使在断电后，自旋发送的信息也保持固定。此外，与产生电流以保持电子电荷的方式相比，改变自旋所需的能量更少。设备，因此自旋电子设备消耗的功率更少。”

雅各布森说：“对我内部的化学家来说，揭示自旋分裂强度取决于硼电荷的方式在某种程度上与鲍林公式中原子的键离子性和电负性非常相似。非常有趣，值得进一步探索。”