铁谷半导体：高度各向异性自旋等离激元

背景：磁性铁谷材料的自发谷极化策略长期依赖强自旋轨道耦合（SOC），限制了材料选择和操作灵活性。交磁体作为新兴磁性材料，具有内禀的自旋-谷锁定特性，其谷对比自旋劈裂源于磁空间群对称性和磁序，与SOC无关。研究目的：山东大学赵明文教授团队通过原位取代交磁体单层Ca(CoN)2中的过渡金属原子，设计Janus型二维亚铁磁铁谷半导体CaCoFeN2，探究低对称性材料中的自发自旋-谷极化和各向异性自旋等离激元特性。结论：CaCoFeN2表现出273 meV的巨大谷劈裂和双量子耦合（自旋-谷锁定与谷-层锁定），在n型/p型掺杂下实现可逆转的各向异性传输，为低损耗定向自旋等离激元传输和高效能谷电子/自旋电子器件提供了理论基础。