荷兰代尔夫特理工大学研究团队近日在《自然通讯》发表重要成果，首次在不依赖外部磁场条件下观测到石墨烯中的量子自旋流。这一发现为开发新一代自旋电子器件奠定了基础，有望推动量子计算和高效存储技术的发展。

研究团队通过将石墨烯与磁性材料CrPS4结合，成功诱导出量子自旋霍尔效应。项目负责人Talieh Ghiasi表示："我们实现了石墨烯中自旋方向相关的电子传输，这为芯片集成量子器件扫除了关键障碍。"传统方法需要强磁场支持，难以实际应用。

实验数据显示，这种新型结构产生的自旋流具有拓扑保护特性，能在数十微米传输距离内保持信息完整性。"受拓扑保护的自旋流对缺陷具有强鲁棒性，即使在非理想条件下也能可靠工作，"Ghiasi解释道。该特性对构建实用化自旋电子电路至关重要。

这项突破为开发基于石墨烯的超薄自旋电子器件开辟了新途径。研究人员指出，此类器件可作为量子计算的基本单元，实现量子比特间的有效连接。团队下一步将探索该技术在量子信息处理和高效存储器中的具体应用。

更多信息： Talieh S. Ghiasi 等人，《磁性石墨烯中的量子自旋霍尔效应》，《自然通讯》(2025)。期刊信息： 《自然通讯》