当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

东南大学董帅课题组在莫尔铁性物理方面取得进展

2025/09/06

文章导读
你是否好奇,为何实验与理论总在二维材料研究中“打架”?东南大学董帅团队揭开谜底:在转角三碘化铬中,结构弛豫竟能抹去磁泡、重塑铁电涡旋!他们通过第一性原理计算,首次系统绘制出磁电相图,揭示转角与层厚如何联手调控磁性与铁电性。更关键的是,铁电涡旋因拓扑保护得以幸存,而磁泡则敏感消失——这一发现不仅化解了长期存在的理论与实验矛盾,更为设计新型量子器件点亮新路径。
— 内容由好学术AI分析文章内容生成,仅供参考。

(通讯员 叶浩燊)近日,东南大学物理学院董帅教授课题组在低维转角材料的莫尔磁性及铁电性物理研究领域取得进展,相关研究成果以《转角三碘化铬多层的磁电相图》(“Magnetic and ferroelectric phase diagram of twisted CrI3 layers”)为题发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

转角堆叠的二维层状材料为低维体系中的奇异物理现象提供了丰富的研究素材。过往对转角电子学的关注主要集中在其奇特的电子结构方面,并已取得诸多重要发现,但对于其实空间铁性莫尔纹理结构的关注相对不足。过往的研究主要依赖于简单直观的刚性晶格模型,而其结构弛豫效应则一般被忽视。因此实验和理论存在诸多不吻合的现象。

针对这一问题,董帅教授课题组通过第一性原理计算结合数值模拟,系统地研究了转角大小及结构弛豫对典型的二维铁磁体CrI3磁性和铁电性的关键作用,为二维材料中非平庸铁性序的调控提供了新思路。

东南大学董帅课题组在莫尔铁性物理方面取得进展

图1. (a) 刚性模型和 (b) 结构弛豫后的1+1层堆叠CrI3转角体系铁性条纹对比。上图:0.99度转角,反铁磁磁泡弛豫后消失。下图:59.01度转角下铁电涡旋仍然保持,但边界变得非常清晰。(b) 转角CrI3的磁、电相图。不同转角和堆叠厚度下的磁泡密度(上图)和极化率(下图)。

研究发现,结构弛豫会显著改变转角CrI3的局域堆叠模式,堆叠模式依赖的局域层间磁耦合和局域电偶极矩也被显著改变(图1a)。层间磁耦合分布重整导致磁泡在转角双层CrI3中消失,而转角引起的铁电涡旋纹理因拓扑保护作用得以保留。

通过改变转角大小和层厚并总结相图(图1b),团队成功预测了磁泡在不同堆叠厚度下稳定存在的阈值角度,并揭示了铁电涡旋的鲁棒性。这些发现解决了前期实验与理论预测的矛盾,为二维材料中非平庸磁、电纹理的精准调控提供了理论依据,为未来设计新型多功能量子器件开辟了新途径。

论文第一作者为东南大学物理学院博士生叶浩燊,董帅教授为通讯作者,东南大学为唯一完成单位。该工作得到国家自然科学基金、东南大学量子材料与信息器件教育部重点实验室以及东南大学大数据计算中心的计算资源支持。


版权声明:
文章来源东南大学,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

2026年第9届信息系统与计算机辅助教育国际会议(ICISCAE 2026)(2026-09-27)

2026年艺术设计与视觉表达国际会议(AEVD 2026)(2026-09-28)

2026年第五届算法、数据挖掘和信息技术国际会议(ADMIT 2026)(2026-10-16)

2026年人工智能与机器人系统国际会议(ICAIRS 2026)(2026-10-23)

2026年第三届先进机器人, 自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2026)(2026-10-23)

2026年第六届控制理论与应用国际会议(ICoCTA-2026)(2026-10-23)

2026年人工智能、大数据与云计算国际会议 (AIBDCC 2026)(2026-10-30)

2026年国际可再生、可持续能源和智能技术会议(2026-10-30)

2026年土木水利材料与高性能结构国际会议 (CHMHS 2026)(2026-10-30)

2026年农田水利、灌溉工程与节水技术国际会议(ICIEWTFWC 2026)(2026-10-30)

2027年第五届机电一体化与电气工程国际会议 (MEEE 2027)(2027-8-6)

2026年物流系统、交通运输与信息技术国际会议(ICLSTIT 2026)(2026-9-30)

2027年航天航空、材料与人工智能国际会议(AMAI 2027)(2027-3-3)

2026口腔科学、医学与医疗器械国际会议(ICOSMD 2026)(2026-9-30)

2026年环境科学、生态工程与可持续发展国际研讨会(ISEESD 2026)(2026-9-30)

2026年工业互联网、数字工厂与智能制造国际会议(IIDFM 2026)(2026-9-29)

2026年土木建筑、园林设计与数字建模国际会议(CEALD 2026)(2026-9-4)

2026工程技术、人文社科与艺术设计国际会议(ETHSSAD 2026)(2026-9-29)

2026 制冷技术、暖通设备与环境调控国际会议(RTHEER 2026)(2026-9-28)

第六届能源利用与自动化国际学术会议(ICEUA 2027)(2027-1-8)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。