范德华力（即分子间相互作用力），是一种强度弱于化学键的作用力。来自复旦大学物理系的高春雷和吴施伟教授通过调变二维材料CrBr₃ 内层间范德华力，实现对其磁学性能的调控。该研究成果发表在最新一期的Science上。

近年来，二维磁性材料在国际上成为备受关注的研究热点。它们能将自发磁化保持到单原胞层厚度，为人们理解和调控低维磁性提供了新的研究平台，也为二维磁性与自旋电子学器件的研发开辟了新的方向，在新型光电器件、自旋电子学器件等方面有着重要应用价值。

复旦大学物理系吴施伟教授课题组和高春雷教授课题组对二维材料的磁学性质以及应用有多年研究经历，特别是 CrX₃ 这一类单层、双层二维材料。今年 8 月份，他们在 Nature 上刊文报道其在二维磁性材料双层三碘化铬中观测到源于层间反铁磁结构的非互易二次谐波非线性光学响应，并揭示了三碘化铬中层间反铁磁耦合与范德瓦尔斯堆叠结构的关联。

在最新发表的这篇 Science中，他们首先发现单层与双层 CrX₃ 二维材料的磁性会有所不同，并且不同卤素（比如 I 和 Br）的 CrX₃，即使层数相同，其磁性也会不同。研究者通过原位自旋极化扫描隧道显微镜等表征手段展开研究，结果表明：这一现象与层间的范德华力息息相关。

本文亮点：通过原位自旋极化扫描隧道显微镜等表征手段揭示了层间范德华力和 CrBr₃  二维材料磁性的关系。

▲ 图1：单层和双层 CrBr₃ 的结构表征

▲ 图2：单层 CrBr₃自旋极化隧穿

▲ 图 3：双层CrBr₃ 层间的铁磁性耦合。

▲ 图 4：双层 CrBr₃ 层间的反铁磁性耦合。

作者简介

高春雷教授