Transistors Switch onto Spin Using the spin of an electron in addition to, or instead of, the charge properties is believed to have many benefits in terms of speed, power-cost, and integration density over conventional electronic circuits. At the heart of the field of spintronics has been a proposed spin-analog of the electronic transistor, the spin field effect transistor. Koo et al. (p. 1515 ) demonstrate the injection and detection of spin between two ferromagnetic contacts and show how the magnitude of the spin-current between the source and drain contacts can be controlled by a voltage applied to a gate. The results present an experimental realization of the concepts described for the spin-transistor.

Magnetic skyrmions are swirling magnetic textures with novel characteristics suitable for future spintronic and topological applications. Recent studies confirmed the room-temperature stabilization of skyrmions in ultrathin ferromagnets. However, such ferromagnetic skyrmions show an undesirable topological effect, the skyrmion Hall effect, which leads to their current-driven motion towards device edges, where skyrmions could easily be annihilated by topographic defects. Recent theoretical studies have predicted enhanced current-driven behavior for antiferromagnetically exchange-coupled skyrmions. Here we present the stabilization of these skyrmions and their current-driven dynamics in ferrimagnetic GdFeCo films. By utilizing element-specific X-ray imaging, we find that the skyrmions in the Gd and FeCo sublayers are antiferromagnetically exchange-coupled. We further confirm that ferrimagnetic skyrmions can move at a velocity of ~50 m s-1 with reduced skyrmion Hall angle, |θSkHE| ~ 20°. Our findings open the door to ferrimagnetic and antiferromagnetic skyrmionics while providing key experimental evidences of recent theoretical studies.

Metasurface-based microdisplays Organic light-emitting diodes (OLEDs) have found wide application in high-resolution, large-area televisions and the handheld displays of smartphones and tablets. With the screen located some distance from the eye, the typical number of pixels per inch is in the region of hundreds. For near-eye microdisplays—for example, in virtual and augmented reality applications—the required pixel density runs to several thousand pixels per inch and cannot be met by present display technologies. Joo et al. developed a full-color, high-brightness OLED design based on an engineered metasurface as a tunable back-reflector. An ultrahigh density of 10,000 pixels per inch readily meets the requirements for the next-generation microdisplays that can be fabricated on glasses or contact lenses. Science , this issue p. 459