NSO综述 | 二维磁性材料自旋声子耦合

以下文章来源于中国科学杂志社 ，作者《国家科学进展》

二维磁性材料指具有原子级别厚度的磁性材料。相较于传统三维磁性材料，由于其极薄的结构和独特的磁学性质，二维磁性材料在信息存储、传感、自旋电子学等领域具有巨大的潜力。作为二维磁性材料中的一项重要效应，自旋-声子耦合（即自旋和晶格振动之间的相互作用）极大地影响了磁性材料的物理性质，是探索低维体系下全新物理以及发展未来高性能磁电器件关键因素之一，因此受到了领域内众多研究者的关注。

近期，清华大学熊启华教授（北京量子信息科学研究院兼聘研究员）和厦门大学王行之教授在《国家科学进展》（National Science Open, NSO）上发表了题为“Spin-phonon coupling in two-dimensional magnetic materials”的综述，文章系统性地梳理了自2016年二维反铁磁性材料被首次发现以来，二维磁性材料中自旋-声子耦合效应的研究进展。

二维磁性材料中自旋声子耦合相关研究

该综述从200多篇重要文献中提炼、分析，总结了自旋-声子耦合效应在二维磁性材料中的表现形式，以及它在二维磁序的形成、探测和调控方面的重要作用。文章首先展示了自旋-声子耦合是二维磁性材料普遍存在的一种相互作用，并从物理机制出发，讨论了该作用对磁序的重要影响。紧接着，从自旋调制下的声子模式、偏振、频率、强度和动力学调制的角度，对已报道的二维磁性材料自旋-声子耦合效应进行了系统性阐述与分类，并进一步总结了利用该效应对二维磁性进行精准调控的多种方法，包括高压、应力、界面工程和光激发调制晶格等。接下来，在讨论和总结自旋-声子耦合效应在基础研究层面的进展之后，文章归纳并分析了它在自旋电子学器件中扮演的角色。文章在最后提出了这一领域中一系列亟待解决的重要问题，如二维磁性材料中自旋-声子耦合的全新探测技术、超快光场调控方法和新物态诱导方案等，并展望了自旋-声子耦合效应在功能器件方面的研究和应用前景。

该综述为理解低维磁性系统中的复杂相互作用提供了重要的参考。文章指出，尽管越来越多的研究者开始关注二维磁性材料中自旋-声子耦合效应，然而其中的绝大部分尚未被揭示，目前这一领域尚待投入更多研究工作。通过总结和归纳二维磁性材料中自旋-声子耦合的研究，该综述将进一步激发学界对二维磁性材料这一领域的重视，推动相关研究并促进二维磁性材料的人工调控，以及有望发展拥有更优异性能的自旋电子学器件。

北京量子信息科学研究院超快光谱学团队的助理研究员胡立立博士，博士后陈俞忠博士、福建师范大学化学与材料科学学院杜克钊教授以及清华大学物理系博士生翟雨欣为主要作者。

转自：“知社学术圈”微信公众号

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