西安交通大学李平副教授/淮阴工学院荀威博士Nano Lett:二维材料层依赖的磁性、铁电、铁谷共存的多铁

二维多铁材料在推动纳米器件集成度和小型化方面具有广泛的应用前景。然而，很少在一种二维材料中同时存在磁性、铁电性和铁谷性，并发生耦合效应。

西安交通大学李平副教授/淮阴工学院荀威博士在Nano Lett上发表题为“Coexisting Magnetism, Ferroelectric, and Ferrovalley Multiferroic in Stacking-Dependent Two-Dimensional Materials”的论文。

在此研究中，作者提出一种机制，通过二维双层材料的层间滑移实现对磁性、铁电和谷极化的操纵。重要的是，作者在双层GdI₂体系证实了这种机制的可行性。双层GdI₂的磁基态和谷极化可以通过滑移铁电实现强耦合，并且呈现出可调控和可逆性。此外，作者通过自旋哈密顿量和层间电子跃迁揭示了滑移铁电诱导磁相变的微观物理机制。这一研究，为二维多铁器件提供了一个新的方向，对下一代电子、谷电子和自旋电子器件具有重要意义。

图1. 磁性、铁电和铁谷存在的物理图像。

图2. 单层GdI₂铁谷性质。

图3.双层GdI₂的滑移铁电和磁相变。

图4. 层间电子跃迁机制。

图5. 双层GdI₂的铁谷性质。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c00597