武汝前教授和合作者结合实验和理论，探索和分析了利用光伏效应产生净自旋流的可能性能。发现利用光照，可以在铂(Pt)和钇铁石榴石 (Yttrium Iron Garnet)界面产生自旋霍尔电压,並通过密度泛函计算和扩散行为的模拟,对实验观测提供解释。文章发表在 Nature PhysicsVolume:12,Pages:861–866Year published: (2016).

 DOI:

产生和探测自旋流是目前多学科探索的前沿问题,是发展自旋电子学器件的关键。目前广泛研究的方案如利用自旋Seebeck效应和拓扑绝缘体边界态等都有或多或少的局限。光伏效应具有不需要温差且不受温度限制的优越性。通常的光伏效应是由光将电子从半导体的价带激发到导带，并由p-n结中的内建电场使电子空穴分离，从而产生电压和电流。与之不同的是，光伏自旋流效应是由通过光于金属中激发热电子，并在金属/绝缘体界面单向扩散而产生。如图所示，磁性绝缘体在界面极薄的金属层引发磁性极化，从而光激发热电子偏向有单一自旋。由于电子只能从绝缘体界面向外扩散，因而在其自由程内产生自旋流，并可以通过自旋-轨道耦合产生的自旋霍尔电压探测到。Colorado State University 的 M.Z. Wu 教授的研究小组的大量实验，如反应时间，光谱性质和温度变化等，证实了所观察到的现像确为光致自旋效应。

图为光伏自旋流效应概念示意图，磁化后Pt 的能带，两个自旋通道光吸收差，及有热电子向外扩散引起的自旋流分布。