自旋电子器件是利用电子的自旋(电子拥有的角动量的固有形式)来实现高速处理和低成本数据存储的电子器件。在这方面，自旋传递扭矩是实现超快和低功率自旋电子器件的关键现象。然而，近年来，自旋-轨道转矩(SOT)已成为自旋-传递转矩的一种很有前途的替代方法。

　　许多研究调查了SOT的起源，表明在非磁性材料中，一种称为自旋霍尔效应(SHE)的现象是实现SOT的关键。在这些材料中，“狄拉克带”结构的存在，即电子在能量方面的特定排列，对于实现大SHE很重要。这是因为狄拉克能带结构包含了贝里相位的“热点”，这是一个负责内在SHE的量子相位因子。因此，具有合适的贝里相热点的材料是SHE工程的关键。

　　在这种情况下，材料硅化钽(TaSi2)非常有趣，因为它的能带结构中有几个靠近费米能级的狄拉克点，适合实践贝里相位工程。为了证明这一点，由日本东京工业大学(Tokyo Tech)电气与电子工程系副教授Pham Nam Hai领导的一组研究人员最近研究了Dirac能带热点对TaSi2中SHE温度依赖性的影响。

　　“贝里相单极子工程是一个有趣的研究途径，因为它可以产生高效的高温SOT自旋电子器件，如磁阻随机存取存储器，”海博士说。他们的研究结果发表在《应用物理快报》杂志上。

　　通过各种实验，研究小组观察到TaSi2的SOT效率从62 K到288 K几乎保持不变，这与传统重金属的行为相似。然而，当温度进一步升高时，SOT效率突然增加，在346 K时几乎翻了一番。此外，相应的SHE也以类似的方式增加。

　　值得注意的是，这与传统重金属及其合金的行为大不相同。经过进一步分析，研究人员将高温下SHE的突然增加归因于贝里相单极子。

　　海博士说:“这些结果提供了一种通过Berry相单极子工程在高温下提高SOT效率的策略。”

　　他们的研究突出了Berry相单极子工程在非磁性材料中有效利用SHE的潜力，并为开发高温、超快、低功耗的SOT自旋电子器件提供了新的途径。