中國(guó)吉林大學(xué)、日本東北大學(xué)和美國(guó)奧克拉荷馬大學(xué)的研究人員通過(guò)聯(lián)合研究破解了原子核自旋極化特性。這一研究成果刊登在英國(guó)科學(xué)雜志《自然通訊》（Nature Communications）的網(wǎng)絡(luò)版上。

研究人員將垂直方向磁場(chǎng)作用于封閉在二維結(jié)構(gòu)里的電子，進(jìn)行冷卻后，發(fā)現(xiàn)電阻消失。這說(shuō)明，電流方向上的電阻發(fā)生量子化，從而弄清了原子核自旋極化的特性。這將有助于推動(dòng)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中電子自旋與原子核自旋相互作用研究的突破性進(jìn)展，并給新型核磁共振的開發(fā)開辟了新路徑。

研究人員通過(guò)對(duì)存在量子霍爾邊緣態(tài)的結(jié)構(gòu)與不存在量子霍爾邊緣態(tài)結(jié)構(gòu)中的核自旋“極化特性”進(jìn)行對(duì)比，明確地發(fā)現(xiàn)了樣品邊緣朝特定方向移動(dòng)的電子流對(duì)核磁共振（NMR）產(chǎn)生的影響。這一影響是通過(guò)對(duì)由核自旋極化及由其引起的電阻進(jìn)行檢測(cè)而得知，上述樣品邊緣的定向電子流也是量子霍爾效應(yīng)的來(lái)源。

由于量子霍爾系統(tǒng)中核自旋極化的基本特性得到破解，因而有關(guān)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中電子自旋與核自旋極化的相互作用的研究將有望獲得突破性進(jìn)展。此外，通過(guò)開發(fā)利用邊緣單向移動(dòng)載體重要作用的新型材料，不僅可能引發(fā)新型核磁共振的創(chuàng)新，而且對(duì)于開展多個(gè)量子結(jié)構(gòu)核自旋的實(shí)驗(yàn)，也提供了可能性。