位于曼彻斯特、荷兰、新加坡、西班牙、瑞士和的一组研究人员发表了一篇关于称为自旋电子学的计算机设备开发领域的新评论，该领域可以将石墨烯用作下一代电子产品的构建块。

石墨烯和相关二维 (2-D) 材料中电子自旋输运研究的最新理论和实验进展和现象已成为一个令人着迷的研究和开发领域。

自旋电子学是纳米级电子学和磁学的结合，可能导致下一代高速电子学。自旋电子器件是超越摩尔定律的纳米电子器件的可行替代方案，与依赖充电电流的传统电子器件相比，它提供更高的能量效率和更低的耗散。原则上，我们可以让手机和平板电脑使用基于自旋的晶体管和存储器。

正如今天在 APS Journal Review of Modern Physics 上发表的那样，该评论重点关注异质结构及其新兴现象提供的新视角，包括邻近自旋轨道效应、自旋与光耦合、电可调性和二维磁性。

普通人已经在笔记本电脑和个人电脑中遇到过自旋电子学，它们已经在硬盘驱动器的读取头中以磁传感器的形式使用自旋电子学。这些传感器也用于汽车行业。

自旋电子学是一种开发电子产品的新方法，其中存储设备 (RAM) 和逻辑设备 (晶体管) 都使用“自旋”实现，这是电子的基本特性，使它们表现得像微型磁铁，以及电子电荷。

曼彻斯特大学凝聚态物理讲师 Ivan Vera Marun 博士说：“石墨烯自旋电子学以及更广泛的二维异质结构的不断进步已经导致使用自旋信息的有效创建、传输和检测以前单独使用石墨烯无法达到的效果。

“随着在基础和技术方面的努力，我们相信弹道自旋传输将在二维异质结构中实现，即使在室温下也是如此。这种传输将使电子波函数的量子力学特性的实际应用成为可能，带来自旋在二维材料中为未来的量子计算方法服务。”

石墨烯和其他二维材料中的受控自旋输运在器件中的应用越来越有希望。特别令人感兴趣的是定制的异质结构，称为范德华异质结构，它由二维材料以精确控制的顺序堆叠而成。本综述概述了石墨烯自旋电子学的这一发展领域，并概述了现有技术的实验和理论状态。

数十亿的自旋电子器件，如传感器和存储器已经在生产中。每个硬盘驱动器都有一个使用自旋流的磁传感器，磁随机存取存储器 (MRAM) 芯片正变得越来越流行。

在过去十年中，石墨烯自旋电子学领域取得了令人振奋的成果，并演变为下一代研究，扩展到新的二维 (2-D) 化合物。

自 2004 年分离以来，石墨烯为其他二维材料打开了大门。然后研究人员可以使用这些材料来创建称为异质结构的二维材料堆栈。这些可以与石墨烯结合以创造新的“设计师材料”，以产生最初仅限于科幻小说的应用。

该论文的合著者弗朗西斯科几内亚教授说：“自旋电子学领域、材料中自旋的性质和操纵已经揭示了固体行为的许多新方面。自旋运动的基本方面的研究携带电子是凝聚态物理学中最活跃的领域之一。”

2004 年拓扑绝缘体概念提出后，具有非平凡拓扑电子和磁特性的新型量子材料的识别和表征正在世界范围内进行深入研究。自旋电子学是这项研究的核心。由于其纯度、强度和简单性，二维材料是寻找这些与量子物理学、电子学和磁学相关的独特拓扑特征的最佳平台。”

总体而言，石墨烯和相关二维材料中的自旋电子学领域目前正朝着实用石墨烯自旋电子器件的演示发展，例如用于空间通信、高速无线电链路、车辆雷达和芯片间通信领域的耦合纳米振荡器应用程序。