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【成果介绍】
二维范德瓦尔斯磁性材料因其在自旋电子器件创新中的潜力备受关注。这些材料能够为新型自旋电子设备的开发提供可能性，然而它们的高温合成要求和与传统CMOS技术的兼容性限制了其大规模应用。
面对这一挑战，深圳国际量子研究院俞大鹏院士团队和中国科学技术大学微电子学院龙世兵教授团队，联合国际合作者Elton J. G. Santos教授在“Advanced Materials”期刊上发表了题为“Epitaxial Growth of Large-Scale 2D CrTe
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Films on Amorphous Silicon Wafers With Low Thermal Budget”的研究论文。
他们提出了一项创新技术。他们开发出一种在非晶SiNx及SiO
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衬底上，通过低热成本的分子束外延方法大规模制备二维铬碲（CrTe
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）薄膜的先进技术，实现了与CMOS工艺的兼容性。
这一技术不仅有效优化了二维磁性薄膜在非晶衬底上的制备过程，还显著提高了磁性能，如实现了11.5 kOe的显著矫顽力。此外，制备的CrTe2器件在硅晶片上表现出了超过两倍的磁阻效应提升，展示了电子设备中潜在的应用前景。通过研究显著的自旋轨道耦合效应和自旋霍尔导电性，他们为电流辅助的磁化转换提供了新的理论支持。
【研究亮点】
1. 本研究在非晶衬底上应用低热成本的分子束外延技术，成功制备了毫米级的CrTe
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薄膜。
2. 实验通过优化的制备过程，在非晶衬底上形成了大规模、颗粒状的CrTe
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原子层结构。这种结构表现出显著的矫顽力（11.5千欧斯特），归因于颗粒间的弱交换耦合效应。
3. 通过场驱动的涅耳型条纹磁畴动态，解释了CrTe
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薄膜中增强的矫顽力现象。
4. 在硅晶片上的颗粒状CrTe
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器件展示了显著增强的磁电阻，超过了单晶对照样品的两倍。
5. 实验还展示了通过显著的自旋-轨道扭矩（大自旋霍尔角85和自旋霍尔导电性1.02 × 107 ℏ/2e Ω⁻¹ m⁻¹）实现的电流辅助磁化翻转。
【图文解读】
图1：外延大尺寸二维CrTe
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薄膜合成工艺。
图2.
显著增强的矫顽力通过弱的颗粒间交换耦合。
图3. 通过L-TEM成像捕获涅耳型磁畴动态。
图4. CrTe
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Hall效应条的颗粒状GMR和SOT诱导开关。
【结论展望】
本文揭示了晶界对二维CrTe
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磁体磁性能的深远影响，并为其行为机制提供了关键洞见。作者的研究首次证明了晶界在固定和阻碍磁畴翻转中的关键角色，与传统的一致磁化反转模式形成鲜明对比。通过分析，在非晶衬底上结晶化的CrTe
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薄膜展示了显著的矫顽力和大的垂直磁各向异性，这些特性是超高密度功能磁性材料的必要条件，具备优异的热稳定性。作者进一步揭示了晶界导致的涅耳型磁畴的演变及其与磁场驱动的不一致翻转行为的关联，这为理解二维磁体内部动态提供了新的理论基础。
