研究人员开发了一种基于手性（一种与电子自旋相关的属性）分离电子的新方法，无需磁场。这项突破在最近的《自然》杂志上发表，详细介绍了利用钯镓 (PdGa) 材料中拓扑能带的量子几何来过滤和引导具有相反手性的电子进入不同的、空间分离的路径。

根据该研究，这种新方法克服了先前方法的局限性，这些方法依赖于强磁场或磁性掺杂来控制手性费米子输运。通过利用材料固有的量子特性，该团队实现了具有相反费米子手性的电流的真实空间分离，并观察到它们的量子干涉。

研究团队用单晶 PdGa 制造了三臂几何结构的器件。这些器件表现出量子几何诱导的手性费米子的反常速度，从而导致非线性霍尔效应。由此产生的横向手性电流具有相反的反常速度，并在空间上分离到器件的外部臂中。

[项目首席研究员姓名（如果可用，否则使用占位符，例如“该项目的一位首席研究员”）]表示：“这是一种控制电子流动的全新方法”，“[关于该研究意义的引言，例如“这为开发更节能、更紧凑的电子设备开辟了可能性。”]”

手性电流的分离也导致具有相反符号的轨道磁化的分离，为控制电子行为增加了另一个维度。

拓扑半金属（PdGa 所属的材料类别）在拓扑能带交叉处容纳具有相反手性的费米子。由于其独特的电子特性，这些材料在凝聚态物理学中引起了广泛关注。操纵这些材料中的手性费米子的能力可能会推动电子和自旋电子器件的发展。

该团队的研究结果表明，在开发利用手性费米子独特属性的新型电子设备方面具有潜在的应用。进一步的研究将侧重于优化器件设计并探索具有类似量子几何特性的其他材料。研究人员认为，这项工作可以为开发更高效、更紧凑的电子设备铺平道路，这些设备除了利用电子的电荷外，还利用电子的自旋。