近日，我院许小红-薛武红教授团队报道了二维范德华铁磁/反铁磁异质结中非常规零场冷却的交换偏置现象，研究成果以“Unconventional Zero-Field-Cooling Exchange Bias in 2D van der Waals Magnetic Heterostructures”为题，在国际期刊《Nano Letters》上发表，研究生姜琦涛（导师：许小红教授）、马珠（导师：薛武红教授）为共同第一作者，许小红、薛武红教授为论文共同通讯作者，山西师范大学为第一完成单位。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等相关项目的支持。

随着集成电路尺寸不断缩小，电子器件逐渐接近物理极限，以电子自旋为主要信息载体的自旋电子器件具有体积小、速度快、功耗低等优势，是后摩尔时代信息存储器件的有力竞争者。交换偏置效应作为实现磁化状态稳定与界面自旋调控的关键物理机制，为高稳定性、高可靠性和高密度自旋电子存储器件的发展提供了重要基础。二维材料因具有晶体质量高、可灵活堆叠、优异的范德华界面以及丰富的物理性能等优势，为构筑交换偏置提供了材料基础。然而，诱导交换偏置场通常需要磁场冷却过程，该过程复杂且能耗较高，迄今为止，不依赖外部冷却磁场实现大而稳定的交换偏置场仍是一项挑战。

基于此，该团队设计并构筑了自旋正交构型的Fe₃GaTe₂/CrSBr范德华异质结，结合理论计算与实验，提出Fe₃GaTe₂与CrSBr界面处的电荷转移可诱导Rashba型Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，从而零场冷下高达130 mT交换偏置场的产生。这些研究结果不仅为理解范德华异质结构中交换偏置效应的机理提供了新见解，同时也为发展低功耗、高稳定二维自旋存储器件提供了新路径。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c00456