近日，物电学院李延龄教授与姜朋副教授团队在国际著名学术期刊《Nano Letters》上发表题为“Giant spin splitting and anisotropic spin polarization in 2D altermagnet Cr2O”的文章，报道了在二维新型磁性材料预测方面的最新研究成果。江苏师范大学为本研究成果的第一完成单位和通讯单位，物电学院2024级硕士研究生张秀丽为论文第一作者，姜朋副教授与李延龄教授为共同通讯作者。
近年来，突破传统铁磁与反铁磁分类范式的新型二维磁性材料，因其在新一代自旋电子学器件中的巨大应用潜力，引发了全球科研界的广泛关注。其中，二维交错磁体作为一种具有对称性驱动机制的新兴体系，展现出独特的物理性质：虽具有补偿的净磁化，却能产生显著的自旋分裂能带结构，从而有望实现无净磁化状态下的自旋极化电流输运。然而，如何在该类材料中同时实现巨大的自旋分裂能与高度的自旋极化率，并有效调控其各向异性，仍是当前该领域面临的关键科学难题与挑战。
针对这一前沿问题，研究团队通过系统的理论计算，成功预测了一种新型且结构稳定的二维材料Cr2O。通过第一性原理计算、自旋群理论分析以及原子级蒙特卡洛模拟等多种研究手段，该团队深入揭示了该材料的优异特性：Cr2O单层具有稳定的交错磁序，其奈尔温度高达507 K，远高于室温，确保了其在实用环境下的磁有序稳定性。尤为引人瞩目的是，该材料在费米能级附近展现出高达1.83 eV的巨自旋分裂效应（见图1），其强度在无需自旋轨道耦合作用的二维交错磁体中十分罕见。此外，Cr2O单层中的自旋极化在动量空间与实空间中均表现出强烈的各向异性，并在特定晶向上实现接近100%的完全自旋极化，为定向自旋传输和器件设计开辟了全新可能。
图1自旋极化能带和自旋劈裂能
Nano Letters是纳米科学领域的国际顶级期刊，2025年影响因子为9.6，属于我校导向性期刊目录中A2级别高水平杂志，该工作得到国家自然科学基金、江苏省基础研究计划等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c04779
姜朋博士，副教授，硕士研究生导师。2021年4月获得中国科学技术大学博士学位，2019至2020年在爱尔兰都柏林圣三一学院进行CSC博士联合培养。2021年4月至今，任职于江苏师范大学物电学院，主要从事二维材料的磁性、超导和非平衡输运性质研究。荣获2022年江苏省“双创博士”称号，江苏省高等学校科学技术研究成果奖二等奖（排名第二），徐州市优秀论文二等奖等。在Nano. Lett.、Phys. Rev. B、Phys. Rev. Mater.、npj Quantum Inf.、Appl. Phy. Lett.等国际学术期刊发表论文四十余篇。主持国家自然科学基金面上和青年项目、省自然科学基金青年项目、省高校面上项目等科研项目。
李延龄博士，教授，博士研究生导师。江苏省教学名师，江苏高校优秀科技创新团队带头人，江苏省“六大人才高峰”高层次人才，江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人，江苏省“333高层次人才工程”培养人选。香港中文大学、瑞典乌普萨拉大学和美国内华达大学访问学者。主持完成省部级教改课题8项，省研究生优秀课程负责人。获省级以上教学与科研奖励等奖项10余项，主持完成国家自然科学基金项目6项。在PNAS、Nat. Commun.等期刊上发表SCI论文70余篇（其中高被引论文4篇），已指导毕业研究生19名。
（一审：姜朋 二审：张乐 三审：何莉娜）