五边形CrSSe单层

电场下居里温度至590 K

一种全自旋极化的二维铁磁半导体，通过外电场可将其居里温度大幅提升至室温以上。

Xinyue, Yu · Zhen, Gao · Xiaobei, Wan · Ma, Fengxian · Meng, Weizhen · Jiao, Yalong

Solid State Communications 2026

具体参数

居里温度（零电场）

{'zh': '214', 'en': '214'} K

居里温度（加电场）

{'zh': '590', 'en': '590'} K

间接带隙

{'zh': '2.91', 'en': '2.91'} eV

技术优势

完全自旋极化

费米能级处的电子态100%自旋极化，意味着无自旋散射的电流注入，是实现高效自旋注入和探测的理想前提。

电场飙到590 K

仅需施加外电场，无需掺杂或复杂工艺，居里温度即可从214 K提升至590 K，高于室温近一倍，使得室温自旋电子器件成为可能。

抗形变铁磁态

无论是拉伸还是压缩应变，铁磁基态都保持稳定，表明该材料在实际器件制备中能承受晶格适配带来的应变而不退磁。

应用场景

• 自旋电子器件：为自旋场效应管和自旋阀等器件提供全自旋极化、电场可调的沟道材料。
• 低维自旋电子学：作为二维极限下兼具半导体带隙和室温铁磁性的理想模型平台。
• 二维铁磁材料：代表了一类可通过电场突破居里温度瓶颈的新型二维铁磁半导体。
• 电场调控磁性：仅靠电场实现铁磁居里温度从低于室温到590 K的巨大调控。