二維多鐵材料在推動納米器件集成度和小型化方面具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，很少在一種二維材料中同時存在磁性、鐵電性和鐵谷性，并發(fā)生耦合效應(yīng)。

在此研究中，作者提出一種機制，通過二維雙層材料的層間滑移實現(xiàn)對磁性、鐵電和谷極化的操縱。重要的是，作者在雙層GdI₂體系證實了這種機制的可行性。雙層GdI₂的磁基態(tài)和谷極化可以通過滑移鐵電實現(xiàn)強耦合，并且呈現(xiàn)出可調(diào)控和可逆性。此外，作者通過自旋哈密頓量和層間電子躍遷揭示了滑移鐵電誘導(dǎo)磁相變的微觀物理機制。這一研究，為二維多鐵器件提供了一個新的方向，對下一代電子、谷電子和自旋電子器件具有重要意義。

圖1. 磁性、鐵電和鐵谷存在的物理圖像。

圖2. 單層GdI₂鐵谷性質(zhì)。

圖3.雙層GdI₂的滑移鐵電和磁相變。

圖4. 層間電子躍遷機制。

圖5. 雙層GdI₂的鐵谷性質(zhì)。

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