中國科學(xué)院物理研究所的方忠研究員和姚裕貴副研究員合作在自旋霍爾效應(yīng)上開展了深入而廣泛的探索，并取得了一些創(chuàng)新成果。他們利用第一性原理方法計(jì)算了半導(dǎo)體和簡單金屬的自旋霍爾電導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)內(nèi)秉自旋霍爾電導(dǎo)率具有豐富的符號變化，這一點(diǎn)和外秉自旋霍爾效應(yīng)有著本質(zhì)上的不同，這個(gè)屬性有可能被用于分辨自旋霍爾效應(yīng)的內(nèi)秉和外秉機(jī)制。他們還首次預(yù)言了簡單金屬鎢和金具有較大的自旋霍爾效應(yīng)且符號相反，同時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)散射并不會(huì)擬制這兩種金屬中的自旋霍爾效應(yīng)，也就是說在強(qiáng)散射情形下自旋霍爾電導(dǎo)率仍然具有較大的值，這使得它們有可能是一種潛在的可應(yīng)用于自旋電子學(xué)器件中的材料。相關(guān)的研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在10月份的《物理評論快報(bào)》上。 此前，姚裕貴還和臺灣大學(xué)物理系教授郭光宇及美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校物理系教授牛謙合作，利用LMTO方法深入地研究了許多半導(dǎo)體材料中的自旋霍爾效應(yīng)和軌道霍爾效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)由于材料中軌道淬滅效應(yīng)兩者并不能相互抵消，解決了以前理論中的分歧。同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)利用應(yīng)變可以操控自旋霍爾效應(yīng)的強(qiáng)度，并預(yù)言了在半導(dǎo)體中存在交流的自旋霍爾效應(yīng)，詳細(xì)的研究結(jié)果見6月份的《物理評論快報(bào)》。 這些研究成果是他們在先前對反?；魻栃?yīng)研究的工作基礎(chǔ)上取得的，并得到了國家自然科學(xué)基金委、中科院“百人計(jì)劃”、中科院知識創(chuàng)新工程等的支持。