一项新研究显示，施加电场可切换铁电晶体中声子的手性，并反转自旋方向，为开发更快、更节能的自旋电子学器件迈出关键一步。相关成果发表在《自然·通讯》上。

声子是一组原子在受热等能量激发时做的集体圆周运动，这种圆运动（角动量）在材料中传播，成为自旋的来源。手性决定了自旋的方向，因此控制手性就能控制自旋。手性可简单理解为物体不能与其镜像重合，就像左右手。

研究人员选用硫酸三甘氨酸（TGS）铁电分子晶体，其结构手性与铁电极化相互耦合。冷却时，TGS从偶极子随机取向的顺电相变为偶极子有序排列的铁电相，产生自发极化。在铁电相阶段施加电场，研究团队成功翻转了声子手性，并反转了自旋方向。

“我们展示的是通过施加电场切换特定铁电材料‘手性’的能力，”论文共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学助理教授Xiaotong Li说，“此前虽有多种技术观测到手性声子，但从未有人实现其主动切换与控制。”

该发现为声子学与自旋电子学的结合提供了新思路，有望突破传统电荷流驱动的能耗瓶颈。