随着信息产业的迅猛发展以及“大数据”时代的全面降临，自旋电子器件面临着更为严苛的性能要求，涵盖了高集成度、高密度、高速度、高灵敏度，同时还要实现低功耗与低成本等诸多方面。在众多材料中，具有垂直磁各向异性的磁性薄膜材料凭借可扩展性和低功耗的优势，成为自旋电子器件电极的重要材料。传统垂直磁化材料多为含有金和铂等贵金属的金属多层薄膜材料。然而，过渡金属氧化物异军突起，它不仅成本低廉、稳定性卓越，还与硅基半导体工艺高度兼容。除此之外，这类材料内部存在多种自由度强关联耦合的特性，因而对多种物理场表现出极高的敏感度，这使其被视为发展下一代多功能自旋电子器件的极具潜力的材料之一。

许小红教授团队及合作者以过渡金属氧化物中具有反尖晶石结构的亚铁磁NiCo₂O₄（NCO）材料为研究对象，采用脉冲激光沉积系统制备了高质量的外延薄膜，并深入探究其新奇物理现象，致力于揭示其本征物理特性。研究发现，NCO薄膜展现出优异的垂直磁各向异性、低电阻率以及显著的反常霍尔效应。更进一步的研究表明，单相NCO薄膜呈现出的类交换偏置效应与传统交换偏置效应有所不同，其根源在于非化学计量比的NCO致使薄膜内部出现局部反铁磁耦合区域，从而对亚铁磁相NCO产生钉扎作用。至于NCO薄膜的反常霍尔效应，则是Berry曲率决定的内禀机制与杂质散射贡献的外禀机制协同作用的结果。尤其当杂质散射贡献的外禀机制占据主导地位时，NCO薄膜的反常霍尔效应符号会出现反转现象。基于以上研究成果，团队精心设计了全氧化物NCO基垂直磁隧道结的模型，为自旋电子器件研究以及本征物理机理探索开辟了新的道路，奠定了坚实基础。

相关研究成果以“Revealing the reversal of the anomalous Hall effect and the exchange bias-like effect in single-phase perpendicularly magnetized NiCo₂O₄ epitaxial films”为题发表在材料顶级期刊Materials Horizons上。康鹏华博士为论文第一作者，周国伟副教授、金朝教授和许小红教授为论文共同通讯作者。全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2025/mh/d4mh01764a。