近日，物理與光電工程學(xué)院曾昱嘉教授課題組在ACS Nano(中科院一區(qū)，影響因子15.8，自然指數(shù)期刊)上在線發(fā)表了題為“Revealing Light-Magnetism Coupling via Anomalous Hall Effect and Magneto-Photoresponse in Proximity-Coupled CrSBr/Graphene Heterostructures”的研究成果。物理與光電工程學(xué)院教授曾昱嘉、副教授Aymeric Ramiere為共同通訊作者，碩士研究生吳曉鏗為第一作者。
后摩爾時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度和操作速度持續(xù)提升的迫切需求，不斷推動(dòng)下一代多功能自旋電子和光電器件的發(fā)展。傳統(tǒng)的磁場(chǎng)調(diào)控方式已難以滿(mǎn)足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要，利用光來(lái)實(shí)現(xiàn)快速、非接觸磁性調(diào)控的概念應(yīng)運(yùn)而生。另一方面，具備磁光響應(yīng)的光電器件可以成為傳統(tǒng)光電晶體管的有力補(bǔ)充，因而探索光與磁性之間的相互耦合作用成為一個(gè)重要的科學(xué)問(wèn)題。但由于缺乏良好的光磁耦合材料，并且在同一器件上同時(shí)表征這些物理量存在內(nèi)稟困難，光磁耦合的研究仍存在巨大挑戰(zhàn)。
如上圖，課題組構(gòu)建了一種由二維反鐵磁CrSBr與石墨烯組成的范德華磁近鄰異質(zhì)結(jié)構(gòu)，由于磁近鄰效應(yīng)CrSBr的磁性可以轉(zhuǎn)移到非磁性的石墨烯中，使得對(duì)石墨烯的磁性進(jìn)行直接光學(xué)操縱和電學(xué)測(cè)量成為可能。同時(shí)，CrSBr的光生電荷轉(zhuǎn)移摻雜促進(jìn)了對(duì)石墨烯的載流子密度和遷移率的光學(xué)調(diào)控，進(jìn)而改變了其反?；魻栯娮韬痛抛?。此外，借助自旋極化增強(qiáng)的光誘導(dǎo)電荷分離效應(yīng)，該工作展示了顯著的磁場(chǎng)調(diào)控光電響應(yīng)，且調(diào)制比高達(dá)84%，超過(guò)了此前大多數(shù)報(bào)道的水平。這為光響應(yīng)控制引入了傳統(tǒng)光電晶體管所不具備的額外自由度，對(duì)開(kāi)發(fā)具有無(wú)柵極架構(gòu)的多維響應(yīng)光電器件具有研究?jī)r(jià)值。本工作利用磁近鄰效應(yīng)，首次實(shí)現(xiàn)非偏振光調(diào)控二維材料的反常霍爾效應(yīng)，成功實(shí)現(xiàn)了磁性與光電特性的雙向耦合，這一結(jié)果為（光）自旋電子器件的應(yīng)用拓展開(kāi)辟了新的途徑。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c15773
此外，課題組近期還在二維磁近鄰異質(zhì)結(jié)和二維磁阻方面發(fā)表了系列研究工作和綜述。
Bottom-Up Synthesis of CoxSn1?xS Nanosheets:A Ferromagnetic and Photoconductive Semiconductor (Advanced Functional Materials，中科院一區(qū)，影響因子18.5，自然指數(shù)期刊)
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202303847
Unveiling magnetism in individual CuCrP2S6flakes by magnetic proximity effect (Applied Physics Reviews，中科院一區(qū)，影響因子11.9)
論文鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0151740
Magnetic proximity-induced anomalous Hall effect in 2D CrOCl/Pt heterostructure (Applied Physics Letters，中科院二區(qū)，影響因子3.5，自然指數(shù)期刊)
論文鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0237508
Magnetoresistance in 2D Magnetic Materials: From Fundamentals to Applications (Advanced Functional Materials，中科院一區(qū)，影響因子18.5，自然指數(shù)期刊)
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202417282
上述工作深圳大學(xué)均為第一單位和唯一通訊單位，研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，廣東省自然科學(xué)基金，深圳市基礎(chǔ)研究等項(xiàng)目的資助。
