本网讯（物质科学与信息技术研究院）近日，我校聚烯烃工业研发团队联合北京航空航天大学杭州创新研究院，开发了一种新型Fe₃GaTe₂/NiPS3异质结构，获得了铁磁/反铁磁材料中的交换偏置（EB），这为高密度自旋电子器件提供了一种新的思路。相关工作以“Temperature-Robust Exchange Bias and Spin-Orbit Torque Switching in Van der Waals Heterostructure”为题，发表在国际顶级期刊 《InfoMat》（DOI:10.1002/inf2.70064. Impact Factor 22.3）。安徽大学为第一通讯单位，团队博士后Obaid Iqbal为第一作者，王福周副教授为第一通讯作者。
图1 温度稳健的交换偏置和范德华异质结构中的自旋轨道扭矩开关
在低温环境下，多种铁磁体（如Cr₂Ge₂Te₆、Fe₃GeTe₂和Fe₅GeTe₂）中被探测到斯格明子（Skyrmion）存储特性，由于其具有尺寸小、易操控、能耗低等特点，在未来高性能存储器件、量子计算等领域有重要应用价值。但“仅存在于极低温”这一特性，严重限制了它的实际应用。因此，当前研究的一个重要方向，便是探寻能够在“室温”条件下稳定存在的斯格明子存储材料。
研究团队在新型Fe₃GaTe₂/NiPS3异质结构中发现了显著的温度稳健交换偏置（EB）效应，突破了斯格明子仅在低温环境下存在的限制。温度依赖的EB效应高达150 K，为发展具有可调EB的新异质结构提供了重要见解。这一成果不仅拓展了铁磁体材料的工作温度范围，更为自旋轨道扭矩开关在室温条件下的应用奠定了基础，有望推动相关器件在新能源和人工智能领域的实用化进程。