新研究提出了原子范德瓦尔斯异质结构的多铁性

多铁性被定义为同时表现出铁磁性和铁电性的材料。这些性能使这些材料成为用于各种应用的新型多功能材料的构件。然而，提高多铁性的铁磁性和铁电性仍然是一个巨大的挑战。

最近由UNIST的自然科学学院的Geunsik教授和美利坚合众国加州大学伯克利分校的张翔教授共同进行的一项研究表明，范德瓦尔斯(vdW)部队可以用来解决这个问题，因此引起了相当多的学术关注。

在他们发表在Nature Communications杂志上的研究中，研究人员证明了实现二维异质结构多铁性新概念的可行性。所提出的方法是通过化学键合紧密结合铁磁和铁电材料来增强两种性质之间相互作用的新方法。该方法已由研究人员通过其理论计算进行测试，使用vdW力的化学键合。

显示出同时铁电和磁性有序的多铁性材料可以通过电场控制磁性，反之亦然。通过电场控制磁性的技术对于高密度存储器件的开发尤其重要。为了实现这种技术，这些铁力订单之间的相互作用越大，它就越好。

已对多铁性进行了广泛的研究，其中包含单一材料中的铁磁性和铁电性。然而，所有这些材料都未能在室温下表现出多铁性。因此，特别注意实施二维异质结构多铁性的新方法，其中铁电材料和磁性材料结合在一起。

在该研究中，研究团队通过堆叠铁磁性Cr 2 Ge 2 Te 6和铁电性In 2 Se 3的原子层，提出了“非共价二维异质结构多铁性”的新概念，从而实现了全原子多铁性他们还通过实验和理论研究了二维异质结构多铁性的铁磁和铁电性质。这一实验和理论研究结果表明，新的多铁性能够通过电场完全控制磁场，即使在两种材料之间的界面处也是如此。 。

在这里，研究人员所承担的力量不是共价键合，而是范德瓦尔斯力量。术语“范德瓦尔斯力 ”是指分子之间的瞬间吸引力，如双原子自由元素和单个原子。这些力可能具有吸引力或排斥性，这取决于所涉及的分子之间的距离。

这些研究采用了由铁磁性Cr 2 Ge 2 Te 6和铁电性In 2 Se 3单层组成的vdW异质结构的第一性原理DFT计算。通过反转In2Se3的电极化，计算出的Cr 2 Ge 2 Te 6的磁晶各向异性在易轴和易平面之间变化(即，铁磁有序的接通/断开)，这有望实现磁记忆的新颖设计。此外，In 2 Se 3变为磁性铁电体，根据其自身的电极化具有可切换的自旋极化。

“从理论上讲，我们已经证明，层状铁电体和铁磁体可以与范德华力化学耦合，将磁性能改变为比传统磁性更大的值，”Geunsik Lee教授说。“我们设想多铁性二元性可能会增加层分辨率数据存储的自由度和信息处理的自由度，因为组成层的磁电和磁光特性各不相同。”