近日，物理与光电工程学院新型磁电功能材料课题组以奈飞工厂 为第一单位，在国际物理学领域权威期刊、自然指数期刊《Applied Physics Letters》上发表题为“Multifunctional Janus TiSBr monolayer Strain-tuned synergy of ferrovalley, quantum anomalous Hall, and anomalous Nernst effects”的研究论文。2023级本科生孟清莲和2023级研究生贺军杰为论文共同第一作者，程振祥教授、毋志民教授、丁守兵副教授为共同通讯作者。

谷自由度，作为与导带或价带中局域能量极值相关联的全新信息载体，已被公认为继电荷与自旋之后的第三种基础信息维度。基于谷指数的谷电子学，为低功耗、高速电子器件的研发开辟了新的路径。然而，寻找兼具大谷极化、高居里温度以及多效应协同特性的二维铁谷材料，是下一代低功耗谷电子学、自旋电子学与拓扑量子器件面临的核心挑战。传统材料普遍难以同时实现稳定铁磁序、显著自发谷极化以及可控拓扑物性，且多数材料的居里温度远低于室温，严重制约其实际应用。

本研究基于第一性原理计算，提出一种新型二维Janus结构的 TiSBr单层，其为集铁谷、量子反常霍尔效应以及反常能斯特效应于一体的多功能材料。计算结果显示，该材料具备355 K的高居里温度，能够在室温以上维持稳定的铁磁有序状态；在面外磁矩取向的作用下，体系产生68.94 meV的较大谷极化，并呈现出显著的反常谷霍尔效应。此外，通过双轴应变调控，可实现拓扑相变、量子反常霍尔效应以及反常能斯特效应的高效协同与可逆切换，为发展室温、低功耗、多功能集成的谷电子学与自旋电子器件提供了关键的理论依据。

论文链接：//doi.org/10.1063/5.0325089

一审一校：丁守兵 二审二校：黄雅婷 三审三校：杨云