在后摩尔时代，磁子（Magnon）作为磁有序系统中的元激发和信息载体，因其携带有角动量及相位信息，被寄予厚望用于开发波基计算技术和无焦耳热微电子器件。然而，传统的磁子流调控手段如外磁场、微波电流、应力以及直流电流，在微纳米尺度上集成难度大且能耗较高，限制了其作为磁子晶体管栅极的有效应用。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心磁学国家重点实验室M02课题组基于近十年的磁子学研究积累，提出了一项革命性的设计方案——电压调控型磁子晶体管。该器件由非磁金属/磁性绝缘体/非磁金属(NM/MI/NM)三明治结构组成，通过施加门电压来高效控制磁子流的产生与传输。
具体工作原理如下：当源极中通入x方向电荷流时，自旋霍尔效应使其转换为z方向流动的自旋极化电子流，并在NM/MI界面处通过s-d交换耦合作用将传导电子的自旋角动量传递给MI中的局域d电子磁矩，进而激发出MI中的磁子流。而栅极电压则能够通过调控NM/MI界面附近MI能带的位置，间接改变NM中自旋极化的传导电子隧穿进入MI的几率，从而有效调节界面交换耦合强度和磁子-自旋流转化效率。这一过程中，实验数据显示，Pt(8)/YIG(80)/Pt(5 nm)磁子晶体管实现了高达10%/(MV/cm)的调控效率，相较于先前报道的直流电流调控方法提高了五个数量级的能量效率。
这项研究成果不仅揭示了电压调控磁子流的新颖物理机制，更为重要的是，它为构建基于磁子的新型集成电路提供了前所未有的高效、低耗解决方案，标志着磁子学领域的一大重要突破。
