逆自旋霍尔效应是一种将自旋流转换为电流的现象，在能量转换和新型电子设备中有广泛的应用前景。而关于自旋流的检测始终存在困难和挑战，主要缘于自旋流信号微弱且分布不均匀，特别是信号强烈依赖于材料的磁性、导电性和界面特性，导致实验中存在较大不确定性。因此，从物理本源出发研究逆自旋霍尔效应的微观物理机制对自旋流检测具有重要意义。
我院张健敏教授、黄志高教授团队基于前期研究积累，在本征磁性拓扑绝缘体MnBi₂Te₄材料的基础上设计了一种结构稳定、空间反演对称性破缺的新型材料体系，并阐明了该材料中宏观自旋流和微观电子结构的重要物理关联。该研究工作突破了传统的自旋流检测难题，提出了具体调控方案，推动了量子自旋存储器件的开发和应用。
2025年1月2日，研究成果以《Rashba spin-splitting driven inverse spin Hall effect in MnBi2Te4》为题发表于Nature旗下期刊《Communications Physics》（国际物理学类一区Top刊物）。据悉，该期刊主要发表物理领域具有重大意义的最新研究成果，为行业发展带来最新见解。福建师范大学为该论文唯一作者单位，博士研究生郭文锑为第一作者，张健敏教授为本文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金面上项目、福建省自然科学基金杰青项目、重点项目的资助。
自旋霍尔器件及不同自旋轨道耦合类型调控示意图
原文链接：https://doi.org/10.1038/s42005-024-01932-y