新闻网讯（通讯员 胡浩 戴宏伟）4月17日，《自然·通讯》（Nature Communications）在线发表了国家脉冲强磁场科学中心韩俊波研究员课题组与武汉光电国家研究中心、美国普渡大学合作团队在二维反铁磁/铁磁异质结交换偏置增强调控及其存储应用方面的合作研究成果《Manipulating exchange bias in 2D magnetic heterojunction for high-performance robust memory applications》。

二维本征范德华铁磁体因具有强的磁各项异性和优异的外场调控性能，在自旋阀、磁隧穿结和自旋-轨道矩等领域中具有重要应用前景。二维范德华异质结器件的物理性能与界面近邻层的磁耦合强度和铁磁体的磁畴态密切相关。为提高二维铁磁体的铁磁性并研究其微观机制，近年来韩俊波课题组通过构建反铁磁/铁磁、铁磁/铁磁及非磁/铁磁异质结，实现了二维铁磁体居里温度、矫顽场和交换偏置场的大幅提升，并观测到单畴态诱导的“非局域”磁调控和涡旋态引起的拓扑霍尔效应。

激光冲击加压增强FePSe₃/Fe₃GeTe₂范德华异质结的交换偏置特性

二维Fe₃GeTe₂晶体具有强的磁晶各向异性、较高的居里温度、较好的空气稳定性及大的内禀自旋-轨道矩，是开展基础磁物理和新型磁器件研究的理想载体。该研究以二维FePSe₃/Fe₃GeTe₂范德华异质结为载体，通过激光冲击加压技术减小异质结间的范德华间隙，增强其反铁磁/铁磁耦合强度，实现交换偏置场和交换偏置截止温度的大幅提升。此外，利用显微磁光克尔测量技术的空间分辨能力，在和异质结中Fe₃GeTe₂相连的非异质结区域也观测到交换偏置效应。

该项工作是韩俊波课题组在二维Fe₃GeTe₂体系中继反铁磁/铁磁异质结界面耦合增强矫顽场（Adv. Mater. 2020）、界面耦合产生交换偏置(ACS AMI 2021)、非局域面内铁磁调控(ACS Nano 2022)等系列工作后的又一重要进展，其中的磁光克尔和磁圆二向色性实验基于脉冲强磁场设施的低温显微磁光克尔测量系统完成。

该项工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的资助。中心博士生张璐嫚（已毕业）、武汉光电国家研究中心博士生黄鑫宇、童磊为论文共同第一作者，韩俊波、武汉光电国家研究中心缪向水教授、叶镭教授以及美国普渡大学Gary J. Cheng教授为论文共同通讯作者，中心博士后戴宏伟、程辉（已出站）参与相关工作。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-37918-7