物理学进展 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (2): 51-71.doi: 10.13725/j.cnki.pip.2026.02.00`
所属专题: 2026年, 第46卷
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徐 杰 ,张亚玲 ,刘晓璇 ,王媛媛 ,薛婷元 ,谷 亮 ,满潇潇 ∗,张会生 †
XU Jie , ZHANG Yaling , LIU Xiaoxuan , WANG Yuanyuan , XUE Tingyuan , GU Liang , MAN Xiaoxiao ∗ , ZHANG Huisheng †
摘要:
层状过渡金属化合物(LTMCs)凭借其层状结构、强磁各向异性和可调控的磁有序,为后 摩尔时代低功耗自旋电子器件和拓扑量子计算提供了理想材料平台。本文系统综述了 LTMCs 在 二维磁性研究中的最新进展,重点关注其材料体系分类、本征磁性质及多种外场调控策略。文章 首先依据晶体结构与化学组分,将 LTMCs 划分为二元卤化物、硫属化物及三元体系(如 MPX3、 MmXnTek 和 MnBi2Te4 家族),系统总结其磁耦合机制、有序温度及维度效应;进而详细探讨 电场调控、应变工程和离子插层等手段对磁交换作用、磁各向异性和拓扑物态的调制机理与实验 实现。近年来该领域涌现多项突破,如室温铁磁金属与半导体的实现、MnBi2Te4 中量子反常霍尔 效应的观测,以及多场耦合下磁–拓扑态的协同控制。然而,高居里温度本征二维磁性半导体仍较 稀缺,微观耦合机制与器件级稳定性仍是关键挑战。未来研究需结合多尺度表征、第一性原理计 算与跨尺度制备技术,实现磁性–拓扑–电子的精准调控,推动 LTMCs 在新型自旋器件和拓扑量 子计算中的应用。
中图分类号: