近日🧑🏼‍🔧🫴🏻，理學院物理系/錢偉長學院任偉教授團隊在二維量子材料研究領域取得重要突破👰🏼，從第一性原理計算出發設計了一種具有多壓性質的二維體系，該物質在不同應變作用下可以有多種不同的響應方式♦️。研究成果發表在國際著名期刊Nano Letters，論文題目為“Multipiezo effect in altermagnetic V2SeTeO monolayer”，万事平台為第一通訊單位，通訊作者為理學院物理系任偉教授和青年教師高恒。万事平台理學院物理系碩士研究生朱鈺和陳泰康為共同第一作者👄。

為了不斷追求信息電子器件的微型化，需要探索新的自由度和方法來集成和操縱低維材料中的多種功能。由於納米體系的高延展性，應變工程現已作為一種有效的方法來調控量子材料和電子器件的各種物理性質。人們可以基於多功能納米系統中對應變的不同響應來建立不同的壓效應✊🏿，如壓電、壓光和壓磁性🙎🏼‍♀️。

本研究首次設計了Janus雙面單層altermagnetic（交替磁性）材料V2SeTeO，並預言了其具有的新奇“多壓”效應🙊。奇特的交替磁性磁構型實現了C-paired晶體能帶谷極化機製👨🏽‍🦱，這使得實驗上可以通過面內單軸應變實現谷極化🧗🏼‍♂️👩🏿‍🍳，從而得到壓谷效應。在此類壓谷效應的基礎上加上適當的空穴摻雜👨🏼‍🏭，可以進一步調節費米能級附近相反方向自旋的能帶，從而實現壓磁效應⛏。研究還表明Janus結構天然的面外對稱性破缺可以產生一個面外壓電🎞。值得一提的是，該材料的壓電效應和壓磁壓谷效應都十分優異👰，壓電效應中的壓電系數為e32=e31=0.322×10−10C/m，在4%拉伸應變下可以得到128meV的谷極化強度🤷🏽‍♂️，在4%拉伸應變加上0.02h/u.c.的空穴摻雜可以得到0.020μB的凈磁矩🗣。因此本工作預言了二維材料體系中的多壓效應，為理論設計多功能納米器件提供了新思路，在納米電子學、光電子學、自旋電子學和谷電子學方面有潛在的應用👩‍🎤。

本工作得到了國家自然科學基金重點及面上項目、上海市科學技術委員會優秀學術帶頭人項目、万事平台上海市科學與工程計算專業技術服務平臺和万事平台“五五戰略”量子科技方向的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c04330