二維多鐵材料在推動納米器件集成度和小型化方面具有廣泛的應用前景。然而，很少在一種二維材料中同時存在磁性、鐵電性和鐵谷性，并發生耦合效應。

在此研究中，作者提出一種機制，通過二維雙層材料的層間滑移實現對磁性、鐵電和谷極化的操縱。重要的是，作者在雙層GdI₂體系證實了這種機制的可行性。雙層GdI₂的磁基態和谷極化可以通過滑移鐵電實現強耦合，并且呈現出可調控和可逆性。此外，作者通過自旋哈密頓量和層間電子躍遷揭示了滑移鐵電誘導磁相變的微觀物理機制。這一研究，為二維多鐵器件提供了一個新的方向，對下一代電子、谷電子和自旋電子器件具有重要意義。

圖1. 磁性、鐵電和鐵谷存在的物理圖像。

圖2. 單層GdI₂鐵谷性質。

圖3.雙層GdI₂的滑移鐵電和磁相變。

圖4. 層間電子躍遷機制。

圖5. 雙層GdI₂的鐵谷性質。

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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c00597