侯仰龙/贠超团队与合作者共同发表Nature Communications：范德华反铁磁体中层数依赖的全电控奈尔矢量翻转

      近日，我院侯仰龙教授/贠超副教授团队与北京大学罗昭初助理教授/杨金波教授团队合作，在国际期刊 Nature Communications 发表题为 “Layer-dependent spin-orbit torque switching of Néel vector in a van der Waals antiferromagnet” 的最新研究成果。该工作在范德华层状反铁磁体中率先实现了层数依赖的电流驱动磁化翻转，为反铁磁奈尔矢量的电学读取提供了可靠方案。无场自旋轨道力矩翻转与隧穿磁阻效应的集成，为推动全范德华、全反铁磁存储器件的开发奠定了坚实基础。

      反铁磁材料具有超快自旋动力学、零杂散场、抗外磁场干扰的特点，有望构建高速度、高密度和高可靠性的磁存储器件。反铁磁自旋电子学的核心任务之一是通过电学手段操纵反铁磁序（即奈尔矢量）。二维反铁磁材料兼具范德华材料与反铁磁材料的双重优势，为探索新兴自旋相关现象提供了前所未有的研究平台。然而，作为反铁磁自旋电子学基石的奈尔矢量电控调控在范德华反铁磁体中仍面临挑战。

图1 范德华层状反铁磁独特的磁翻转机制与FCGT基本磁学性质

      有鉴于此，该工作报道了具有垂直磁各向异性的A型范德华反铁磁体(Fe, Co)3GaTe2（FCGT）中奈尔矢量的层数依赖电控翻转现象。通过自旋轨道力矩可实现奇数层范德华堆叠FCGT的奈尔矢量180°反转。进一步地，研究在FCGT/CrSBr全范德华全反铁磁异质结中实现了无外磁场辅助的翻转，这得益于非共线界面自旋结构对镜面对称性的破缺。本研究确立了层数调控自旋对称性与界面自旋工程作为操纵反铁磁序的普适性范式，为实现可靠高效的范德华反铁磁器件开辟了道路。

图2 全范德华、全反铁磁异质结体系FCGT/CrSBr中零磁场下电流驱动奈尔矢量翻转

      上述成果于2025年10月7日发表于期刊Nature Communications。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等支持。北京大学罗昭初助理教授、杨金波教授，我院侯仰龙教授、贠超副教授为该论文共同通讯作者。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63966-2