最近，自旋电子学研究所的黄启坤博士与颜世申教授等人，在轻金属/铁磁异质结（Cu/Co）中观察到了新型的自旋反常霍尔单向磁电阻效应，研究成果以“Spin-anomalous-Hall unidirectional magnetoresistance in light-metal/ferromagnetic-metal bilayers”为题发表在物理期刊《Applied Physics Reviews》上，并被编辑选为Featured Article在首页展示。

单向磁电阻效应（Unidirectional magnetoresistance）因其展现出与磁化方向非互易的特性，是当今自旋电子学磁存储器件最有效的电学读取手段之一，如已商业化的巨磁电阻和隧穿磁电阻效应。最新研究表明，结构更为简单的重金属/（反）铁磁霍尔器件同样能够实现类似的非互易磁电阻效应，这一现象通常被称为自旋霍尔单向磁电阻。该效应的产生主要依赖于重金属中的自旋霍尔效应所产生的自旋流注入，以及界面和磁体内部的自旋相关散射机制。不同于上述的自旋霍尔单向磁电阻，最近的理论研究预言，由于铁磁体内部的自旋反常霍尔效应和结构反演对称性破缺，在铁磁金属异质结中还存在自旋反常霍尔单向磁电阻效应。然而，在我们的实验之前，尚未有实验结果验证这一理论预言。

在上述背景下，自旋电子学研究所的黄启坤博士和颜世申教授等人在轻金属/铁磁异质结（Cu/Co）中，提供了该效应存在的有力证据。研究团队不仅证实了该结构内部存在着非平衡的净自旋流密度，还观察到了单向磁电阻信号的强度明显随着Cu层厚度的变化。除了理论所预言的净自旋流密度的产生依赖于结构反演对称性破缺引起的界面自旋泄露不对称外，研究团队还认为，Cu/Co界面中强烈的自旋弛豫效应将进一步加剧Co层内部净自旋流密度的产生。这一发现不仅拓展了对磁性异质结中自旋流产生和输运的理解，也为设计新型自旋电子器件提供了新的思路。

自旋电子学研究所的青年教师黄启坤为论文第一作者，颜世申教授为通讯作者，合作者还有硕士生崔啸天、王顺、博士生解镕寰、曹强副教授，以及山东大学物理学院的田玉峰教授和柏利慧教授。济南大学为第一作者单位和通讯作者单位。

该工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和“111计划”项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0194720