我院材料系向斌教授课题组与国内同行合作，在二维拓扑磁性、磁性调控、二维超导等领域取得重要进展。相关系列的研究成果，以通讯作者发表于国际著名权威物理期刊《自然·物理》（Nature physics）、《物理评论快报》（Physical Review Letters）和国际权威综合期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。
最近，向斌教授与中科大微尺度国际功能材料量子设计中心张振宇教授、合肥强磁场中心盛志高研究员、陆轻铀教授以及山西师范大学、西安交通大学、河南大学、河南省科学院等单位合作，在二维新型量子磁体斯格明子元激发的研究中取得重要进展。研究团队利用化学气相输运法成功合成了高质量二维CrVI6单晶，利用磁光克尔效应表征了该体系薄层样品的磁性结构并观察到系统性奇异“凸起”。合作团队通过原子尺度的磁动力学模拟和理论计算及低温磁力显微镜成像实验，进一步佐证了该光学克尔信号的拓扑属性，提出了“拓扑克尔效应”（Topological Kerr Effect, TKE）的概念。该成果以“Topological Kerr effects in two-dimensional magnets with broken inversion symmetry”为题于2024年4月4日在线发表于物理学权威期刊自然物理《Nature Physics》。中科大国际功能材料量子设计中心访问博士后李肖音博士、新近毕业的强磁场中心刘财兴博士和中科大张颖博士为共同第一作者。
另外，向斌教授与合肥工业大学王澜教授及华南理工大学赵宇军教授在二维铁磁材料磁转变温度可调控研究方面取得了重要进展。通过质子门调控掺杂二维铁磁体Cr1.2Te2，实现反常霍尔电阻率的非单调演化及室温下掺杂诱导的磁性相变。该工作于2023年10月17日发表在《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 131, 166703 (2023)]。此外，向斌教授与中山大学王志副教授合作在二维超导自旋电子学和拓扑超导研究领域中，也取得了创新性成果。通过构建二维超导/铁磁/超导平面约瑟夫森结，观察到具有奇异趋肤效应的长程约瑟夫森超导电流，并提出铁磁桥联材料表面存在可能的自旋三重态物理机制。该工作于2023年3月30日发表在《自然·通讯》上[Nat. Commun. 14, 1779 (2023)]。
上述系列重要研究获得了国家自然科学基金委、科技部的资助。合肥国家实验室、合肥微尺度物质科学国家研究中心、中国科大微纳研究与制造中心、中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心对系列工作提供了重要支持。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41567-024-02465-5
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.166703
https://www.nature.com/articles/s41467-023-37603-9