近日，我院侯仰龍教授/贠超副教授團隊與北京大學羅昭初助理教授/楊金波教授團隊合作，在國際期刊 Nature Communications 發表題為 “Layer-dependent spin-orbit torque switching of Néel vector in a van der Waals antiferromagnet” 的最新研究成果。該工作在范德華層狀反鐵磁體中率先實現了層數依賴的電流驅動磁化翻轉，為反鐵磁奈爾矢量的電學讀取提供了可靠方案。無場自旋軌道力矩翻轉與隧穿磁阻效應的集成，為推動全范德華、全反鐵磁存儲器件的開發奠定了堅實基礎。

      反鐵磁材料具有超快自旋動力學、零雜散場、抗外磁場干擾的特點，有望構建高速度、高密度和高可靠性的磁存儲器件。反鐵磁自旋電子學的核心任務之一是通過電學手段操縱反鐵磁序（即奈爾矢量）。二維反鐵磁材料兼具范德華材料與反鐵磁材料的雙重優勢，為探索新興自旋相關現象提供了前所未有的研究平臺。然而，作為反鐵磁自旋電子學基石的奈爾矢量電控調控在范德華反鐵磁體中仍面臨挑戰。

圖1 范德華層狀反鐵磁獨特的磁翻轉機制與FCGT基本磁學性質

      有鑒于此，該工作報道了具有垂直磁各向異性的A型范德華反鐵磁體(Fe, Co)3GaTe2（FCGT）中奈爾矢量的層數依賴電控翻轉現象。通過自旋軌道力矩可實現奇數層范德華堆疊FCGT的奈爾矢量180°反轉。進一步地，研究在FCGT/CrSBr全范德華全反鐵磁異質結中實現了無外磁場輔助的翻轉，這得益于非共線界面自旋結構對鏡面對稱性的破缺。本研究確立了層數調控自旋對稱性與界面自旋工程作為操縱反鐵磁序的普適性范式，為實現可靠高效的范德華反鐵磁器件開辟了道路。

圖2 全范德華、全反鐵磁異質結體系FCGT/CrSBr中零磁場下電流驅動奈爾矢量翻轉

      上述成果于2025年10月7日發表于期刊Nature Communications。該研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、北京市自然科學基金等支持。北京大學羅昭初助理教授、楊金波教授，我院侯仰龍教授、贠超副教授為該論文共同通訊作者。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63966-2