我国科学家在二维材料磁电耦合理论研究方面取得新进展

时间：2023-02-05 14:15:06 来源：千叶帆本文已影响人

南京理工大学阚二军教授课题组在二维材料磁电耦合理论研究方面，揭示了二维范德瓦尔斯体系中室温下铁电序对磁序的调控机制，相关研究成果以Toward Room-Temperature Electrical Control of Magnetic Order in Multiferroic van der Waals Materials为题发表在《纳米快报》（Nano Letters）上。

该课题组还与中国科学技术大学曾华凌教授课题组、北京大学戴伦教授课题组合作，在室温二维铁电半导体研究方面取得新突破，相关研究成果以Room-temperature ferroelectricity in 1T"-ReS2 multilayers為题发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。

随着微纳集成技术的飞速发展，铁电元件微型化、集成化、多功能化成为发展趋势，纳米尺度下铁电性能的研究一直是新型功能材料的关注热点。但随着研究的推进，在进一步减薄材料的过程中又出现了新的界面效应和尺寸问题。如何在二维或更低维度材料中整合铁电性、铁磁性以及磁电耦合性质，继而发展出多稳态、多功能的纳米电子设备，已成为研究者追求的目标之一。

阚二军课题组及其合作者揭示了范德瓦尔斯二维磁电体系中室温电控磁序相变机制。研究结果表明，这类二维磁电多铁体系中存在明显的自旋-电荷相互作用，铁电极化方向翻转会导致自旋的空间分布发生变化，从而显著影响层间磁耦合，导致铁磁-反铁磁序相变，实现室温电控磁序相变。

此外，阚二军课题组及其合作者还通过理论与试验结合，成功观测到具有半导体性质的两层及少层1T"相二硫化铼的室温铁电极化。研究数据表明，双层二硫化铼的居里温度约为405 K，高于室温，且存在垂直极化方向的铁电性质。

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