西安交大科研人员在二维材料能谷极化研究方面取得系列重要进展

摩尔定律逼近物理极限，器件功耗成为发展的瓶颈。探索新型信息传输方式成为关键，而能谷自由度为解决这一难题提供了新的途径。实现能谷极化切换及多类型能谷极化是关键挑战。

西安交通大学李平副教授团队提出利用二维材料结构相变实现磁性、铁电和能谷三铁序共存及多类型能谷极化的机制。研究发现，1T和2H相OsBr2单层分别表现出不同的磁性和能谷极化特性。更重要的是，通过Li+离子插入和红外激光诱导，可以实现1T相和2H相之间的可逆结构相变，从而调控能谷极化。该研究为能谷极化调控提供了新的策略，并为非易失性纳米器件设计提供了思路。相关成果发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)期刊上。

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针对铁磁体系能谷极化易受外部磁场干扰的问题，该团队进一步研究了反铁磁材料MnBr。研究表明，单层MnBr具有自发能谷极化特性，并可通过应变、磁场、外加电场等多种物理场有效调控。此外，铁电衬底Sc₂CO₂可调控MnBr的金属-半导体转变。该研究拓展了反常谷霍尔效应的实现途径，为低功耗、非易失性谷电子器件设计提供了新平台。相关成果发表在《物理评论B》(Physical Review B)期刊上。

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基于上述研究，该团队深入探索了铁电衬底Sc2CO2调控反铁磁MnPSSe的金属-谷极化半导体相变机制，揭示了电荷转移和能带对齐的微观机制，并提出利用非线性霍尔效应器件检测该相变的方法。该研究为调控谷自由度和设计非线性霍尔效应器件提供了新的平台。相关成果发表在《物理评论应用》(Physical Review Applied)期刊上。

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