《自然•通讯》发表何军/史建平用于信息存储的新型二维多铁材料

10月17日，Nature Communications（《自然•通讯》）在线发表了物理科学与技术学院教授何军和高等研究院特聘研究员史建平课题组有关信息存储的新型室温二维多铁材料最新研究成果。

论文题目为“Two-dimensional multiferroic material of metallic p-doped SnSe”（《二维金属性p掺杂SnSe的多铁性》）。武汉大学高等研究院2020级硕士研究生杜若璠和王雨竹为文章第一作者，何军和史建平为通讯作者，武汉大学为唯一署名单位和通讯单位。


永久存储技术的终极目标是通过有效手段控制存储介质中的稳定状态。磁电材料和多铁材料通过利用铁电序和磁序之间的交叉耦合，为数字信息处理提供了一条新的途径，被誉为未来信息存储的领航者。关于多铁材料的基础理论研究，近年来多次问鼎诺奖风向标的“引文桂冠奖”。需要指出的是，在二维半导体材料体系中实现铁电序和磁序的交叉耦合调控，可同时控制电子的电荷、自旋和极化等属性，使得信息处理和信息存储功能集成在单一芯片上，进而替代传统微电子技术，成为下一代信息技术发展的重要方向之一。然而，由于铁电序和磁序的物理起源不同，在同一材料体系中同时获得上述两种物性极其困难，并且在二维材料体系中探索和调控多铁性尚未取得实质性实验进展。

在这项工作中，何军与史建平课题组发展了一种普适的物理气相沉积方法，利用SnSe和SnSe2相近的生成焓，在SnSe内实现了SnSe2微畴的局域相偏析，通过界面电荷转移获得了二维p掺杂SnSe。系统的磁性表征和理论计算结果发现，二维p掺杂SnSe表现出了室温长程铁磁有序性，这是由二维p掺杂SnSe的强交换作用因子以及费米能级附近丰富的电子态密度共同导致的。并且二维SnSe的室温铁电性也得到了保留。铁电性和铁磁性的同时存在表明二维p掺杂SnSe是一种稳健的室温多铁材料。该工作首次在环境稳定的二维材料体系中发现了室温多铁性，不仅为在二维尺度理解和调控多铁特性提供了理想平台，同时也为后摩尔时代新型信息存储器件的研发开辟了一条新途径。

该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京分子科学国家研究中心以及中央高校基本科研业务费等项目的支持，也受到了武汉大学电镜中心的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-33917-2

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