近日，硕士研究生余江涛在二维交错磁的拓扑、铁电及反常输运研究方面取得新的研究进展，相关成果以第一作者身份发表在国际期刊《Advanced Science》（IF：14.1，中科院一区Top）上。论文标题为"Diverse Landscape of Tunable Magnetic, Topological, and Ferroelectric States in 2D Ti3Se3Te2"，指导教师为柳祝红教授，澳大利亚伍伦贡大学王啸天教授，安徽师范大学钱世峰博士为共同通讯作者。
二维多功能材料若能同时集成磁性、拓扑与铁电性，将为低功耗自旋电子学与拓扑量子器件提供理想平台。然而，现有体系大多仅具备其中一至两种功能。交错磁性作为一种新兴磁相，兼具无杂散场（如反铁磁）与自旋劈裂输运（如铁磁）的优势，结合滑动铁电性与拓扑绝缘相，有望实现多态协同调控。本研究通过第一性原理计算，发现二维范德华材料Ti3Se3Te2中由磁化方向、堆垛构型与层间滑移调控拓扑和铁电态的丰富景观，为低功耗自旋电子器件、拓扑量子计算以及多态存储器件的设计提供了理想材料平台。
密度泛函理论计算表明，单层Ti3Se3Te2为动力学稳定的铁磁体，磁化方向可驱动体系发生平庸金属—量子反常霍尔（QAH）绝缘体相变，转变为非零陈数（C = −2）的陈绝缘体，在费米能级附近出现量子化平台
。
图1 Ti3Se3Te2单层的结构、能带、拓扑与输运性质
双层体系中，两种堆垛方式呈现截然不同的物理效应：
AA堆垛双层可稳定交错磁序，并表现出具有非零自旋陈数（CS = +2）的量子自旋霍尔（QSH）绝缘态。
图2 AA堆垛Ti3Se3Te2双层的结构、交错磁、拓扑、与输运性质
AA'堆垛双层则展现出层间滑移调控的交错磁三态面内铁电性，突破了现有交错磁体系中常见的双态面外铁电局限。层间滑移可同时控制面内极化方向、易磁化轴与非相对论自旋劈裂，实现磁电耦合与自旋态的高效操控。
图3 AA'堆垛Ti3Se3Te2双层的面内三态铁电性
图4 不同铁电态的易磁化轴和交错磁自旋劈裂
这些结果表明Ti3Se3Te2具备可调的拓扑相、交错磁性以及层间滑移引起的面内三态铁电性，构成了一个多功能的范德华平台，在低能耗自旋电子学、拓扑量子科学及下一代多功能器件中具有广阔的应用前景。
参考文献：
J.T. Yu, J.B. Bai, Y.L. Yang, S.F. Qian, X.T. Wang, and Z.H. Liu. Diverse Landscape of Tunable Magnetic, Topological, and Ferroelectric States in 2D Ti3Se3Te2. Advanced Science (2026): e24385.
论文链接：
//advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202524385
