磁電子學在新一代信息技術上具有巨大潛力，一直是國際上關注的熱點。有關工作可以分為兩個方面。一是利用自旋霍爾效應、自旋賽貝克效應以及電子隧穿效應產(chǎn)生與操縱自旋流，這一領域已經(jīng)有大量的工作。另一個重要的發(fā)展趨勢是利用磁場調控半導體內電子的運行軌跡：通過把磁場直接作用于半導體，利用洛侖茲效應偏轉電子軌道，獲得電子行為的磁調控。但是，由于常規(guī)半導體對磁場不敏感，所需要的磁場通常很高，為幾個甚至十幾特斯拉。已經(jīng)有各種各樣的努力，例如通過樣品結構設計以及探索新的調控機理，以增加半導體的磁場靈敏性，但是效果不是非常理想。因此，探索新的半導體的磁調控原理仍然是國際上極為關注的問題。

最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室(籌)磁學國家重點實驗室孫繼榮課題組博士研究生王拴虎等通過在半導體與磁性金屬之間建立強烈的關聯(lián)，通過調控對磁場更為敏感的磁性金屬實現(xiàn)了對半導體內部電子運動行為的低磁場調控，產(chǎn)生明顯磁效應的磁場僅為幾個奧斯特。

他們發(fā)現(xiàn)，利用磁性金屬和半導體構成肖脫基結，當以光激發(fā)非平衡載流子時，半導體中的電子和磁性金屬中的空穴通過界面勢壘和庫侖相互作用形成電子-空穴對。當磁場影響磁性金屬的載流子時，同時影響了半導體中電子的擴散行為，進而產(chǎn)生一種新型的磁效應，導致磁性金屬與半導體各自的橫向光伏電壓隨磁場發(fā)生變化。研究發(fā)現(xiàn)，在4Oe下磁性陂莫合金中的橫向光伏變化約為1%，接近坡莫合金的本征各向異性磁電阻；有意思的是，在半導體Si上也觀察到了橫向光伏效應隨磁場的變化，且相對變化幅度遠遠高于坡莫合金，最高可達3.5%，從而實現(xiàn)了Si中電子過程的低磁場調控。進一步，他們確定了影響半導體磁場效應的關鍵因素，為半導體磁場效應的設計與調控給出了理論指導。除橫向光伏效應，他們還首次發(fā)現(xiàn)了由非平衡載流子擴散在陂莫合金中形成的平面霍爾效應。這些工作，為半導體磁調控拓展了新的研究空間。這一工作發(fā)表在Advanced Materials 上 【Adv. Mater. DOI: 10.1002/adma.201403868】。相關研究得到了國家自然科學基金委員會、科技部和中科院有關基金的支持。