一種最簡單的裝置——通電的半導體條——仍然讓物理學家們感到困惑。電荷的流動很容易理解。神秘之處在於自旋的行為，或者說與電子相關的角動量。研究人員在室溫半導體導線中研究電流時，現在觀察到了一對奇怪的自旋效應，人們認為這些效應在那種材料或如此高的溫度下極不可能發生。
電子的自旋可以指向任何方向，但當在特定方向（如向上或向下）極化時通常最有用。極化自旋通常需要磁場，但研究人員設想透過學習如何使用電場控制自旋，為電子學增加一個全新的維度。微晶片然後可以將快速變化的自旋轉換為變化的極化光，以便在晶片內部進行更快的通訊，或者在網路上進行安全的密碼學。為了實現這一目標，研究人員已經證明，如果將溫度冷卻到 50 開爾文（-223 攝氏度）以下，流過由砷化鎵製成的半導體的電子會在導線平面內自發極化。一些材料還會導致流動電子快速分離，使得自旋向上的電子沿著導線的一側移動，而自旋向下的電子則沿著另一側移動，這就是所謂的自旋霍爾效應。研究人員認為，這兩種行為都依賴於材料中的強電場，並且會在較高的溫度下被淹沒。
加州大學聖巴巴拉分校的實驗物理學家大衛·奧沙洛姆和他的同事計劃在具有天然弱電場的半導體中進行對照實驗，他們將電流透過硒化鋅條，並開啟一個特殊的掃描顯微鏡，該顯微鏡能夠即時成像和區分自旋狀態。出乎意料的是，他們在 5 到 295 開爾文（22 攝氏度）的溫度下都觀察到了自旋極化和自旋霍爾效應，他們在 9 月 22 日的《物理評論快報》中報道了這一發現。“為什麼會發生這種情況是一個非常大的謎，”奧沙洛姆說。“這意味著還有一些其他的物理學原理隱藏在其中。”
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哈佛大學的固態理論家伯特蘭·哈爾佩林表示，目前尚不清楚是現有解釋是錯誤的，還是實驗過於敏感，以至於它正在檢測到它們的微妙結果。“這些半導體系統看起來比高溫超導體或其他奇異材料簡單得多，但我們發現我們對它們不太瞭解，”他觀察到。這可能是實現應用的障礙，但對於基礎物理學來說，這是一個大好機會。