近期，物理学院戴瑛教授团队在二维磁性调控研究方面取得进展，相关成果分别发表在Nano Lett.、Mater.Horiz.期刊上。
进展一：二维体系能谷指数调控对于能谷物理的进一步研究和应用具有重要意义。目前，该方面的研究局限于通过外部磁场反转自旋取向以实现能谷指数的调控，即所谓的铁谷范式。针对这一局限性，团队提出了铁电谷的概念，即基于铁电性来调控能谷指数。通过TB模型与对称性分析，团队发现基于二维呼吸笼目（breathing kagome）晶格中铁电相变等效的C2旋转可以替代铁谷范式中的自旋反转，以此能够实现对载流子能谷指数的调控。基于第一性原理计算，团队在二维磁性材料Ti3Br8中验证了这一机制。这项工作为能谷电子学研究开启了一个新的方向。相关研究成果以“Ferroelectrovalley in Two-Dimensional Multiferroic Lattices”为题发表在国际期刊Nano Letters上。论文第一作者为物理学院2023级硕士生赵江雨，马衍东教授和戴瑛教授为共同通讯作者，山东大学为唯一作者单位。
进展二：二维拓扑磁结构中磁斯格明子与双半子的转换在凝聚态物理领域具有重要意义。之前的研究基本上都是通过磁场垂直反转二维磁体的自旋方向实现。戴瑛教授团队基于第一性计算原理和原子自旋模拟在二维CrSeBr中通过施加应力实现了斯格明子和双半子之间的转换。这种转换的核心物理与应力调控的费米能级附近低能态的可控磁各向异性有关。这项工作丰富了二维拓扑自旋结构的研究。相关研究成果以 “Strain-Driven Skyrmion-Bimeron Switching in Topological Magnetic Monolayer CrSeBr” 为题发表在Materials Horizons 国际期刊上。论文第一作者为2024级硕士生杨俊煌和2023级博士生窦恺莹，李新茹老师、马衍东教授和戴瑛教授为共同通讯作者，山东大学为唯一作者单位。
上述工作是团队在二维晶格物性研究(Nano Lett. 2024, 24, 3507; Adv. Funct. Mater. 2024,34,2400971; Adv. Energy Mater. 2024, 14, 2303953；Phys. Rev. B 109, 024420; Mater. Horiz. 2023, 10, 5071; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2305130；Nano Lett. 2023, 23, 5367；Mater. Horiz. 2023, 10, 3450；Mater. Horiz. 2023, 10, 2160；Mater. Horiz. 2023, 10, 483; Phys. Rev. B 2023, 107, 085411; ACS Nano 2023, 17, 1144; Nano Lett. 2023, 23, 312; Nano Lett. 2022, 8, 3440; Phys. Rev. B 2022, 105, 205427) 系列工作方面的新进展。
以上工作得到了晶体材料国家重点实验室、国家自然科学基金、山东大学齐鲁学者计划和山东省泰山学者青年专家项目等的支持。
进展一：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c02277
进展二：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/mh/d4mh00734d
