博士生张贤在国际知名期刊Small上发表论文

      近日，课题组成员张贤同学在刘老师的指导下，以第一作者在中科院1区TOP期刊Small上发表题为 “Tuning Spin Valley Coupling via Strain-Amplified Magnetic Proximity in Fe₃GaTe₂/WS₂ Heterostructures”(应变增强磁邻近效应调控Fe₃GaTe₂/WS₂ 异质结构中的自旋-谷耦合作用)的实验论文。

图：应变增强磁邻近效应调控Fe₃GaTe₂/WS₂ 异质结构中的自旋-谷耦合作用

            磁邻近效应(magnetic proximity effect，MPE)是指通过与相邻磁性层之间的界面交换相互作用，在非磁性材料中诱导出磁性的一种物理机制，近年来在凝聚态物理和材料科学领域引起了广泛关注。与传统的磁性掺杂方法不同，MPE 能够在不引入结构缺陷的情况下实现磁性调控，从而保持体系的电子相干性，并实现对自旋与激子自由度的精确操控 。这一优势显著推动了自旋电子学和激子器件的发展，使 MPE 成为低维量子技术中一种极具潜力的通用平台。

          此外，MPE 通过破坏时间反演对称性，为谷电子学提供了一种极具吸引力的调控策略，使得在过渡金属二硫族化合物(TMDs)中实现对谷自由度的高效操控成为可能。传统方法如外加磁场或磁性掺杂，要么需要难以实现的高磁场强度，要么会引入缺陷，从而破坏谷相干性。相比之下，MPE 能够在范德华异质结构中产生界面有效磁场，在保持激子完整性与寿命的同时，实现稳健的谷调控。然而，由于二维体系中层间耦合本征较弱，MPE 在调制谷极化和激子性质方面的效率受到显著限制，从而制约了实现大调制幅度、低能耗和高灵敏度谷电子学器件的可能性。因此，增强界面层间耦合是充分发挥 MPE 在二维 TMDs 体系中潜力的关键。

        在本工作中，我们研究了通过金光栅衬底引入的单轴应变对 Fe₃GaTe₂/WS₂ 范德华异质结构中磁邻近效应的调控机制。结合低温磁光测量与第一性原理计算，我们发现，应变能够显著增强层间耦合，促进自旋依赖的电荷转移，并有效放大 MPE 效应。这种增强的磁邻近作用导致 WS₂ 激子谷极化磁滞回线在纵向上明显展宽，并在 ±1 T 磁场范围内实现了显著增大的调制幅度。此外，在应变增强的 MPE 作用下，体系中观测到明显的塞曼分裂，使得异质结构中 WS₂ 激子表现出异常巨大的负 Landé g 因子(g ≈ −30)。第一性原理计算表明，这些效应源于应变诱导的能带结构重构以及增强的层间电荷转移。上述结果表明，应变工程是一种有效增强二维磁性异质结构中磁邻近效应的强有力手段，为自旋–谷电子学器件及量子材料的设计提供了新的物理机制与设计思路。

 文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202511798

Comments:

This work presents a compelling and timely study on strain-modulated magnetic proximity effects in Fe₃GaTe₂/WS₂ van der Waals heterostructures. By introducing uniaxial strain via a gold grating substrate, the authors convincingly demonstrate a substantial enhancement of interlayer coupling, leading to pronounced modulation of exciton valley polarization and an exceptionally large negative Landé g-factor. The combination of low-temperature magneto-optical measurements with first-principles calculations provides strong mechanistic insight, clearly linking strain-induced band-structure reconfiguration and spin-dependent charge transfer to the amplified MPE. The observation of a large modulation amplitude within a low magnetic field range is particularly noteworthy and highly relevant for low-power valleytronic applications. Overall, this study establishes strain engineering as an effective and precise knob for controlling magnetic proximity effects in two-dimensional systems and represents a significant advance in spin–valley physics and quantum device design.