近日，物理與光電工程學院曾昱嘉教授課題組在ACS Nano(中科院一區，影響因子15.8，自然指數期刊)上在線發表了題為“Revealing Light-Magnetism Coupling via Anomalous Hall Effect and Magneto-Photoresponse in Proximity-Coupled CrSBr/Graphene Heterostructures”的研究成果。物理與光電工程學院教授曾昱嘉、副教授Aymeric Ramiere為共同通訊作者，碩士研究生吳曉鏗為第一作者。
后摩爾時代對數據存儲密度和操作速度持續提升的迫切需求，不斷推動下一代多功能自旋電子和光電器件的發展。傳統的磁場調控方式已難以滿足現代技術發展的需要，利用光來實現快速、非接觸磁性調控的概念應運而生。另一方面，具備磁光響應的光電器件可以成為傳統光電晶體管的有力補充，因而探索光與磁性之間的相互耦合作用成為一個重要的科學問題。但由于缺乏良好的光磁耦合材料，并且在同一器件上同時表征這些物理量存在內稟困難，光磁耦合的研究仍存在巨大挑戰。
如上圖，課題組構建了一種由二維反鐵磁CrSBr與石墨烯組成的范德華磁近鄰異質結構，由于磁近鄰效應CrSBr的磁性可以轉移到非磁性的石墨烯中，使得對石墨烯的磁性進行直接光學操縱和電學測量成為可能。同時，CrSBr的光生電荷轉移摻雜促進了對石墨烯的載流子密度和遷移率的光學調控，進而改變了其反常霍爾電阻和磁阻。此外，借助自旋極化增強的光誘導電荷分離效應，該工作展示了顯著的磁場調控光電響應，且調制比高達84%，超過了此前大多數報道的水平。這為光響應控制引入了傳統光電晶體管所不具備的額外自由度，對開發具有無柵極架構的多維響應光電器件具有研究價值。本工作利用磁近鄰效應，首次實現非偏振光調控二維材料的反常霍爾效應，成功實現了磁性與光電特性的雙向耦合，這一結果為（光）自旋電子器件的應用拓展開辟了新的途徑。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c15773
此外，課題組近期還在二維磁近鄰異質結和二維磁阻方面發表了系列研究工作和綜述。
Bottom-Up Synthesis of CoxSn1?xS Nanosheets:A Ferromagnetic and Photoconductive Semiconductor (Advanced Functional Materials，中科院一區，影響因子18.5，自然指數期刊)
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202303847
Unveiling magnetism in individual CuCrP2S6flakes by magnetic proximity effect (Applied Physics Reviews，中科院一區，影響因子11.9)
論文鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0151740
Magnetic proximity-induced anomalous Hall effect in 2D CrOCl/Pt heterostructure (Applied Physics Letters，中科院二區，影響因子3.5，自然指數期刊)
論文鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0237508
Magnetoresistance in 2D Magnetic Materials: From Fundamentals to Applications (Advanced Functional Materials，中科院一區，影響因子18.5，自然指數期刊)
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202417282
上述工作深圳大學均為第一單位和唯一通訊單位，研究工作得到了國家自然科學基金，廣東省自然科學基金，深圳市基礎研究等項目的資助。
