純自旋電流沒有伴隨的淨電荷電流，可以保證資訊處理和儲存的低損耗。

在具有特殊光子能量或偏振角的破空間反轉對稱性的系統中，光照明可以產生純自旋電流。但實際應用較困難。

近日，合肥物理科學研究院固體物理研究所(ISSP)鄭曉紅教授領導的研究小組提出了一種利用二維(2d)中心對稱反鐵磁的光電流效應實現純自旋電流的新途徑。這項研究發表在2月4日的《npj量子資訊》上。

“由於這些材料保留了結構反轉對稱性和自旋極化反對稱性，由自旋光電效應(PGE)引起的電荷光電流絕對為零，”該研究的主要作者、博士生蔣鵬說。“當兩個自旋通道的流動方向相反且大小相同的有限光電流仍然產生時，就會產生純自旋電流。”

研究人員構建了一種具有鋸齒狀石墨烯奈米帶(ZGNR)的雙門控光電器件，其兩端具有固有反鐵磁(AFM)耦合和自旋簡併能帶結構。

他們發現，產生的純自旋電流既不依賴於光子能量，也不依賴於應用偏振光的偏振特性。此外，還證明了自旋分裂能帶結構是不必要的。

鄭教授說:“該器件的工作原理是，透過調節施加在兩個引線上的雙門，既可以產生全自旋極化電流，也可以產生純自旋電流。”

這一機制可以推廣到其他具有自旋極化反對稱的二維中心對稱磁性材料中，為在光電場中實驗產生純自旋電流提供了新的途徑。