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近日，色情网站 程志海教授课题组与北京量子信科院任俊海、Katsumi Tanigaki以及西安交通大学李平等合作，通过栅压可控锂插层Fe₃GaTe₂，实现对其磁性结构的非易失性控制。文章阐明了锂离子对Fe₃GaTe₂的磁结构的可调性，并建立了门控插层作为工程拓扑自旋纹理和节能磁存储器件的可重构平台。相关研究成果以“Lithium-Induced Thickness-Dependent Magnetic Structure Transition in 2D Fe₃GaTe₂”为题，于2025年6月13日在线发表在《Advanced Functional Materials》上。

二维（2D）磁性材料的发掘与探究，为磁电耦合效应研究、新型自旋电子学理论构建及各类新奇磁现象的探索提供了全新研究路径。在众多二维磁性材料体系中，Fe₃GaTe₂因具备高于350 K的高居里温度、强垂直磁各向异性，以及包含斯格明子自旋纹理在内的拓扑磁学特性，成为近年来二维磁学领域的重点研究对象。然而，Fe₃GaTe₂的电子结构与磁性本征特性难以通过传统静电门控技术实现有效调控，极大限制了其在电控自旋电子器件中的集成与应用。离子门控技术，尤其是固态锂嵌入调控方式，已被证实是精准调控二维材料载流子浓度、优化晶体结构的有效技术手段。但目前，锂插层对Fe₃GaTe₂磁有序特性的调控规律、厚度依赖效应及微观物理机制等核心科学问题尚未厘清。

图1. 锂插层Fe₃GaTe₂的原理图、器件光学图像和霍尔电阻测量分析。

基于此，合作团队利用固态离子导体实现栅控可调锂嵌入，完成对Fe₃GaTe₂电子特性与磁性特性的非易失性、可重构精准调控。实验结果表明，Fe₃GaTe₂的锂掺杂调控效果存在显著的厚度依赖特性：当样品薄片厚度大于27 nm时，锂掺杂可有效提升体系铁磁矫顽场与反常霍尔电阻，并产生巨交换偏置场；而当样品厚度小于20 nm时，锂掺杂矫顽力降低，并且随着锂嵌入渗透到整个体积中，交换偏压最终消失。结合理论计算表明，该维度调控效应的物理本质为锂离子扩散动力学与晶体结构稳定性之间的竞争机制。该工作为二维磁体的功能化设计与应用奠定了理论与实验基础。

图2. 原位锂插层不同阶段的Fe₃GaTe₂的MFM磁结构成像。

程志海课题组一直致力于发展先进扫描探针显微技术，并利用其在低维量子材料和表界面物理体系开展创新性研究工作，在本文中主要负责了磁力显微镜（MFM）以及结合输运测量的原位原子力显微镜表征方面的工作。相关研究工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金、教育部及色情网站 专项经费等的资金支持。

原文链接：

Junhai Ren, Yufeng Gao, Huiji Hu, Zhilin Li, Liguo Zhang, Su Kong Chong, Huaxue Zhou, Chongli Yang, Bo Bai, Zhihai Cheng, Ping Li, Katsumi Tanigaki. “Lithium-Induced Thickness-Dependent Magnetic Structure Transition in 2D Fe3GaTe2.”Advanced Functional Materials(2026): e76783.

//doi.org/10.1002/adfm.76783