来源：Helena Dietz，康斯坦茨大学（University of Konstanz），Gaby Clark 编辑，Robert Egan 审阅；电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 王宏涛 编译

一氧化镍的基态性质及实验方法。图片来源：Nature Communications（2026年）。DOI：10.1038/s41467-026-69261-y

    未来的计算机将会是什么模样？自旋电子学极有可能在下一代计算机中发挥决定性作用。自旋电子学通过利用电子的固有角动量（即自旋）来实现数据的存储、处理与传输。这项技术目前已应用于硬盘驱动器等领域，但其应用前景远不止于此：最新研究不仅着眼于单个自旋粒子，更致力于利用由数百万亿个自旋组成的自旋波。这类集体自旋激发现象被称为磁振子，借助磁振子，有望实现超高能效的数据传输——甚至能在太赫兹频段实现高效传输。

    目前进展顺利。但如何将自旋波与现代技术相结合？康斯坦茨大学物理学家达维德•博西尼表示：“若要开发基于磁振子实现计算机计算的概念方案，必须与现有技术兼容。要实现这一目标，必须将自旋波转化为电荷信号。”这种自旋到电荷的转换过程，正是自旋电子学领域面临的主要挑战之一。

    从自旋波到电信号的转换过程是通过光实现的。

    在《自然•通讯》最新发表的一篇论文中，由博西尼领衔的德日联合研究团队揭示了自旋波实现自旋-电荷转换的机制。物理学家们利用太赫兹波段磁振子的光学效应展开研究：“在特定条件下，自旋波的磁信号可转化为光学信号，”博西尼解释道，“我们发现磁振子不仅能改变材料的光学特性，其本质仍为磁信号，但具备可测量的光学性质。”

    将自旋波转换为光信号是自旋-电荷转换过程的第一阶段。随后，该光信号可与电子耦合，从而形成电荷——即与当今计算机技术兼容的电信号。

实验装置。图片来源：康斯坦茨大学Bossini研究组。

    用普通材料进行非凡工艺

    “我们的工艺并不需要高度专业的信号，”博西尼表示，“但必须满足某些特定条件，而我们现已明确了这些条件。”博西尼的方法基于利用激光脉冲调控磁振子；其团队采用了400至900纳米范围内的可见光与红外波长。具体波长因所用材料而异，但该原理可轻松应用于其他材料。

    博西尼研究团队的显著特点是：他们在实验中刻意避免使用非传统材料。该方法易于在工业应用及其他研究团队中实施，这一点对博西尼而言至关重要。因此，他倾向于使用标准材料——即市售激光器和普通晶体作为实验样本。所有实验均在10开尔文（零下263摄氏度）的低温环境下进行。

    论文信息
    Moritz Cimander 等，《从光诱导太赫兹磁振子到电荷的相干性转移》，Nature Communications（2026年）。DOI：10.1038/s41467-026-69261-y

    期刊信息：《自然•通讯》