近日，物理评论应用在线刊发了于涛教授“量子磁性与自旋物理”课题组题为“Chiral locking of magnon flow and electron spin accumulation in their near-field radiative spin transfer”的研究论文。课题组周熙涵（已毕业）为论文的第一作者，于涛教授为论文的通讯作者，华中科技大学为论文的唯一单位。课题组叶茜茵对本工作做出了重要贡献。
自旋电子学利用电子的自旋属性进行信息处理和存储，是下一代信息技术的重点方向。其中，磁子（自旋波量子）作为信息载体具有低能耗、高频率等优势，近年来备受关注。传统的磁子注入多依赖于界面交换相互作用，需通过物理接触实现，且对自旋极化方向有严格限制，制约了器件的设计与性能。
在这项工作中，我们首次系统性地提出了通过长程偶极相互作用实现电子自旋与磁子之间的非接触耦合机制。我们发现，当金属层中的电子在自旋霍尔效应作用下形成自旋积累μs时，即使不与磁性薄膜直接接触，也能通过其发出的偶极场有效注入磁子，并在磁膜中形成定向的磁子流Jm。尤为重要的是，该机制中存在一种普适的手性锁定关系：磁子流的方向总是垂直于电子自旋积累的方向，如图1所示。这一现象源于偶极场固有的手性结构，使得磁子的激发具有强烈的方向选择性。此外，该机制甚至当自旋积累方向与磁化方向垂直时仍然有效，突破了传统交换相互作用对自旋注入方向的限制。
最后，我们还通过数值模拟验证了在典型材料体系（如CoFeB与重金属双层结构）中，偶极耦合的强度可达交换相互作用的五分之一，具备实验可观测性。这意味着，即便在界面插入绝缘层以抑制交换作用的情况下，仍可通过偶极耦合实现有效的自旋信息传输。
Fig.1: 基于不同的电子自旋积累方向(箭头)：(a) π, (b) 3π/4, (c) π/2, (d) 0, 在布里渊区中注入的磁子分布δnq。