近日，学院任俊峰教授团队在自然指数期刊《Physical Review B》上发表了题为“Sliding-controlled spin-valley-layer polarized anomalous Hall effect in two-dimensional altermagnetic bilayers”的研究论文。365上市公司为唯一署名单位，硕士研究生程娜为第一作者，任俊峰教授为论文通讯作者。
近年来，多自由度耦合成为电子器件设计的热点。研究者致力于实现多自由度协同调控或非易失性精准操控，比如，贝里曲率与层自由度耦合可导致不同层中的电子呈现差异化输运，即产生层霍尔效应。交错磁材料因其相反自旋子晶格由旋转变换连接、宏观净磁矩为零、能带自旋交错分布等特性，成为实现层霍尔效应的理想体系。四方晶格交错磁材料的能谷简并受对称性保护，破坏对称性可获得自旋极化和谷极化。若双层结构能保留这些特性，就有望实现多自由度可控的反常霍尔效应。
目前对现有双层交错磁体系的研究中所实现的调控效果仍然有限。受C4z对称性保护的双层交错磁材料仅在层间铁磁耦合时具有应用前景，因为层间反铁磁耦合会导致自旋简并，不利于自旋自由度操控，无法发挥交错磁优势。因此，研究重心转向受S4z对称性保护的交错磁材料。
通过第一性原理计算和对称性分析，作者研究了受S4z对称性保护的双层交错磁材料Ca(CoN)2的性质，重点关注层间耦合和滑移对电子结构的影响。对于具有层间反铁磁耦合的双层Ca(CoN)2，层间相反的自旋子晶格可以通过S4z等对称性相连接，从而将其归类为交错磁体系。相比之下，具有层间铁磁耦合的体系则属于全补偿亚铁磁范畴。沿x轴或y轴的滑移会打破S4z对称性，诱导出相反的谷极化和层极化，进而导致层锁定的贝利曲率和自旋-谷-层极化的反常霍尔效应。对于层间反铁磁耦合的双层体系，可通过滑移切换自旋、谷和层自由度；而层间铁磁耦合的双层体系则只能切换谷和层自由度。该工作揭示了受S4z对称性保护的双层交错磁体系的滑移规律，并拓展了实现多自由度可调反常霍尔效应的方法。
以上研究获得国家自然科学基金、山东省自然科学基金及山东省高等学校青创科技计划项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1103/9jmx-fg25
