近日，我院董健生副教授研究团队在二维交错磁体多压效应及自旋-谷输运调控研究方面取得新进展。相关成果以《Strain-tunable multipiezoeffects in the Janus monolayer Cr2SSe: Selective reversal of valley polarization and single-spin-channel anomalous valley Hall effect》为题，发表于物理学期刊《Physical Review B》。我院物理学研究生申权为论文第一作者，董健生副教授为论文通讯作者，英国365上市公司为唯一单位。

交错磁体作为区别于传统铁磁体和反铁磁体的新型共线磁有序体系，兼具零净磁矩、动量空间自旋劈裂和非零Berry曲率等独特物理特性，为发展低功耗自旋电子学和谷电子学器件提供了新的平台。然而，如何在单一材料中实现应变对电荷、自旋、谷和磁性等多自由度的协同调控，仍是该领域面临的重要挑战。该工作基于第一性原理计算，预测Janus单层Cr₂SSe是一种稳定的二维交错磁半导体。由于Janus结构打破空间反演对称性，该体系表现出自发极化和显著的自旋-谷锁定特征。研究发现，X和Y谷之间的简并由对角镜面对称性保护；当施加单轴应变时，该对称性被破坏，从而解除谷简并，实现谷极化的可控调节。在−2%和−3%单轴压缩应变条件下，价带谷极化发生符号反转，而导带谷极化方向保持不变，从而实现了导带和价带谷自由度的独立调控。结合Berry曲率分析，发现该体系可产生单自旋通道反常谷霍尔效应。同时，单轴应变还可诱导压谷、压电和压磁响应，表明Cr₂SSe具有应变可调的多压电效应。该研究揭示了二维Janus交错磁体中应变、多压电效应、自旋-谷锁定与Berry曲率之间的内在关联，为实现低功耗、非易失性谷自由度调控提供了新的理论思路，也为设计多功能谷电子学、自旋电子学及量子传感器件奠定了理论基础。

该工作得到了国家自然科学基金（批准号：12364007、12264016）和湖南省教育厅重点项目（批准号：24A0366）的资助。

论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/ccyd-vmv5

图1. Janus单层Cr₂SSe在沿x方向施加−2%和−3%单轴应变条件下的能带结构、Berry曲率、谷极化及反常谷霍尔效应示意图.

（一审：伍建华；二审：黄勇刚；三审：刘洪）