近日，我院戴瑛教授团队在层霍尔效应以及拓扑磁研究方面取得新进展，相关工作分表发表于Materials Horizons (影响因子: 15.717)和Nano Letters (影响因子: 12.262)。

层霍尔效应是由贝里曲率和层自由度耦合产生，对基础物理和器件应用都具有重要意义。目前，层霍尔效应的研究局限于拓扑体系，这限制了其进一步的研究和应用。戴瑛教授团队通过模型分析，提出了一种在二维能谷体系中实现层霍尔效应的新物理机制：基于单层能谷材料堆垛的双层反铁磁范德华体系，面外铁电性与A-type反铁磁性之间的相互作用能够产生层锁定的贝里曲率，从而得到了层霍尔效应。通过这一机制产生的层霍尔效应可以与滑移铁电自由度产生强烈耦合作用。进一步地，戴瑛教授团队在VSi₂P₄、VSi₂N₄、FeCl₂、RuBr₂和VClBr等一系列二维能谷体系中证实了这一机制。相关研究成果以“Layer-Polarized Anomalous Hall Effect in Valleytronic van der Waals Bilayers”为题发表在Materials Horizons上，论文第一作者为9999js金沙老品牌2020级博士生张婷，马衍东教授、戴瑛教授为共同通讯作者，山东大学为第一作者单位和唯一通讯作者单位。

拓扑磁是一系列受拓扑保护的非共线磁涡旋结构，包含斯格明子、双半子和反斯格明子等。其小尺寸、低阈值电流以及对环境扰动的强鲁棒性使得其有望成为下一代信息载体。现代自旋电子学对于器件小型化的要求使得人们将寻找拓扑磁性的目光投向二维领域。戴瑛团队基于第一性原理计算和蒙特卡洛模拟，在二维范德华异质结MnTe₂/ZrS₂中发现了多重拓扑磁性态（包含斯格明子和双半子）。由于其较强的层间相互作用，MnTe₂/ZrS₂中可以产生较大的DM作用。DM作用与铁磁交换作用相互竞争使得MnTe₂/ZrS₂不需要外加磁场的情况下能够产生磁斯格明子。当施加磁场和电场时，MnTe₂/ZrS₂可以分别形成斯格明子相和双半子相。另外，通过MnTe₂和ZrS₂的层间滑移还能够实现两种拓扑磁性态的开关。相关研究成果以“Multiple Topological Magnetism in van der Waals Heterostructure of MnTe₂/ZrS₂”为题发表在Nano Letters上。论文第一作者为2022级博士生何仲麟，马衍东教授和戴瑛教授为共同通讯作者，山东大学为唯一作者单位。

研究工作得到了晶体材料国家重点实验室、国家自然科学基金、山东省重大科技创新工程项目、山东省泰山学者计划、山东大学齐鲁学者计划和山东省青年科技人才托举工程等项目的支持。

论文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/mh/d2mh00906d

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c04388