近日，我院卢伟涛教授、房铁峰教授与北京大学孙庆丰教授合作，在研究二维量子材料的各向异性调控方面取得新进展，相关研究成果以“Antiferromagnetic superlattices: Anisotropic band and spin-valley valve in buckled two-dimensional materials”（反铁磁超晶格：二维材料的各向异性能带和自旋-谷阀效应）为题发表在自然指数期刊《Physical Review B》上，并被选为Editors' Suggestion。南通大学物理科学与技术学院为第一单位。
近年来，反铁磁自旋电子学因其在高密度和超快信息器件中的潜在应用而引起物理学家的广泛关注。同时，超晶格是调控半导体及二维材料电子结构的有效手段，有助于优化电子器件的性能。基于此，该团队提出了一种由反铁磁近邻效应构成的反铁磁超晶格。反铁磁场和自旋轨道耦合可以破坏时间反演对称性、同时消除自旋简并和谷简并，使系统具有自旋-谷阀效应，并通过赝自旋旋转操作和空间反演操作分析了自旋-谷极化的对称性特点。更重要地，由于自旋轨道耦合，反铁磁超晶格可以诱导出反常的各向异性能带结构。群速度在平行于超晶格周期方向的被极大地重整化，而垂直于周期方向的群速度不受影响，这一特性与周期势场下石墨烯的各向异性行为相反（Nat. Phys. 4, 213 (2008)）。自旋轨道耦合的增强会使各向异性变得更加显著，最终出现平带现象和电子超准直现象。利用自旋轨道耦合和势场可以调节各向异性的方向和强度。研究结果为调控各向异性二维材料提供了新的有效方法。
该研究得到国家自然科学基金委、量子科技创新计划和中国科学院战略重点研究计划的支持。
（卢伟涛）
相关链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.110.035426