随着摩尔定律接近极限，传统晶体管器件已进入发展瓶颈。如何利用新原理、新结构、新材料来解决和优化传统半导体器件的尺寸收缩和能耗问题，是后摩尔时代半导体技术发展的重点。南京大学电子工程学院王晓木、施义与浙江大学徐阳研究组和北京计算科学研究中心合作，研制了一种固态量子装置，实现了能量谷自旋流产生、传输、检测和室温调节的全信息处理功能。这项研究结果最近发表在"自然纳米技术"杂志上。

现代半导体器件主要依靠电荷来实现信息的表达、存储、传输和处理，在此基础上，以晶体管为基本单元来控制电荷流，完成信息的处理和计算。研究小组提出并实现了一种新型的"山谷自旋"晶体管器件。该器件采用能量谷自旋自由度代替电荷作为信息编码的载体。能量谷旋转装置中的数据操作和传输不能涉及电荷流，因此有望实现超低功耗的功能器件。

虽然人们早已认识到能谷自旋可以表达电荷或自旋等自由度的信息，但由于很难通过外场控制能谷自旋，因此很难利用能谷自旋来制造晶体管等器件该团队利用非对称隔离器纳米天线中的光学手性，实现了过渡金属硫化合物中电磁场与能谷自旋的可控相互作用，并结合材料中的手性Bailey曲率，在器件水平上实现谷信息的产生，传输，检测和开关操作能谷"是指半导体材料能量-动量色散关系中的极值点，能谷自旋晶体管优化和改进了能谷信息注入，传输和检测过程，使能谷信息流在零偏压下可以独立于电荷流进行传输和控制。

本研究的意义在于首次提出了一种室温工作的能量谷旋转基本单元装置，为后摩尔时代新型山谷信息器件的研制奠定了基础，也为今后将能量谷信息器件应用于集成电路提供了可能。