德国科学家发布了一项重磅成果，人类首次绕开“轨道电流转自旋电流”的传统步骤，直接用轨道电流完成信息读写，为超低功耗存储器与处理器的研发撕开了全新突破口。
传统电子靠电子的电荷属性跑数据，自旋电子学挖掘了电子自旋的潜力，而新兴的轨道电子学更进一步，把电子绕原子核运动产生的轨道角动量变成信息载体。理论上轨道电流的信号强度比自旋电流高好几个量级，能把数据存储和处理的能耗压到极低，但过去必须先把轨道电流转成自旋电流才能落地，相当于给这项技术套上了紧箍咒。
团队搭建了一套特殊模型系统：在绝缘反铁磁材料氧化钴表面覆盖铜层，铜在表面自然反应生成氧化铜，轨道电流会在铜-氧化铜层中生成并向氧化钴层传导。他们创新性地让铜中可移动的轨道矩，和氧化钴里的局域轨道矩直接耦合，正是这个关键设计实现了信息读出——两种轨道矩的相对排列方向，刚好能对应二进制里的“0”和“1”。
这次能实现直接耦合，核心是团队改用了以轨道角动量为主的磁体，彻底跳出了过往研究一直依赖的自旋主导磁体的路径。后续和传统氧化钴/铂自旋电子系统的对照测试显示，这套全新轨道电子系统的信号强度直接高出了两个数量级。
深入研究后团队还发现，轨道电流和氧化钴的作用逻辑和自旋电流完全不一样，它不是在复刻自旋电流的行为，而是把反铁磁材料里此前一直被隐藏的特性给激活了。研究团队判断，具备强轨道特性的反铁磁材料，会是未来轨道电子器件的绝佳载体，能推动更节能的存储与计算技术落地，帮我们应对当下日益严峻的资源与能源消耗挑战。