此外，针对铁磁体系的能谷极化易受外部磁场干扰。相比之下，反铁磁材料具有零净磁矩、抗磁扰动性强、超高存储密度和超快响应速度等优势。该团队预言了单层反铁磁材料MnBr具有自发能谷极化特性。通过有效哈密顿量分析，其价带顶在K和K′点处的谷劈裂为21.55 meV，源于Mn的dx2-y2轨道贡献。值得注意的是，尽管单层MnBr在整个动量空间中贝里曲率为零，但其自旋层锁定的贝里曲率非零，可以实现层谷自旋霍尔效应，并且为反常谷霍尔效应提供了先决条件。此外，谷劈裂的大小可通过应变、磁场、外加电场以及内建电场等多物理场有效调控。外电场和内建电场通过打破空间反演对称性诱导自旋分裂，从而实现自旋层锁定的反常谷霍尔效应。值得注意的是，铁电衬底Sc₂CO₂可调控MnBr从金属态转变为谷极化半导体。这些发现不仅拓展了反常谷霍尔效应的实现途径，还为设计低功耗、非易失性谷电子器件提供了新平台。
该研究成果以《多场调控二维反铁磁MnBr能谷劈裂和反常谷霍尔效应》(Multifield tunable valley splitting and anomalous valley Hall effect in two-dimensional antiferromagnetic MnBr)为题发表于国际著名期刊《物理评论B》(Physical Review B)。联培研究生王一丁和世预赛录像回放材料学院研究生孙涵博为共同第一作者，世预赛录像回放李平副教授、铜仁学院佘彦超和张蔚曦教授为论文共同通讯作者。
论文链接：
https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.111.085432
该团队在铁电衬底调控反铁磁能谷极化研究的基础上。系统性探索铁电衬底Sc2CO2调控反铁磁Mn2P2S3Se3实现金属态到谷极化半导体态转变的物理起源。揭示了这种相变的微观机制源于电荷转移和能带对齐。此外，他们还发现Sc2CO2的极化方向转变可以有效调控贝里曲率偶极子。基于这一发现，该团队提出了通过非线性霍尔效应器件来检测金属—谷极化半导体相变的方法。这一发现不仅为调控谷自由度提供了一种方案，还为设计非线性霍尔效应器件提供了有前景的平台。
该研究成果以《范德华异质结Mn2P2S3Se3/Sc2CO2体系实现铁电调控能谷极化金属-半导体相变应用于非线性霍尔效应器件》(Ferroelectric tuning of the valley polarized metal-semiconductor transition in Mn2P2S3Se3/Sc2CO2 van der Waals heterostructures and application to nonlinear Hall effect devices)为题发表于国际著名期刊《物理评论应用》(Physical Review Applied)。世预赛录像回放材料学院研究生孙涵博和本科生任晔伟为共同第一作者，世预赛录像回放李平副教授、铜仁学院张蔚曦教授为论文共同通讯作者。
论文链接：
https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.23.034032
上述研究成果论文合作成员包括苏州科技大学吴银忠教授，西安邮电大学郭三栋副教授。该系列研究得到了国家自然科学基金面上项目、教育部博士后项目、中央高校基本业务费、浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室与复旦大学应用表面物理国家重点实验室开放课题的资助。
