Advanced Materials期刊以“Emergent Global-Pinning Exchange Bias in van der Waals Magnetic Heterostructures”为题，刊发学院青年教师钮伟副教授在二维磁性异质结的长程耦合调控研究中取得重要成果。该成果首次在二维范德华磁性异质结中实现了跨越近百微米的“全局钉扎”（Global-Pinning）交换偏置效应，突破了传统交换偏置严格依赖界面局域耦合的固有限制，为下一代高密度、自旋逻辑-存算一体化器件提供了全新的体系结构。williamhill中文为论文第一完成单位。
范德华磁性材料因其天然层状结构，可在无晶格匹配限制下实现垂直堆叠，为下一代存储器提供了前所未有的材料基础。然而，传统异质结构设计往往依赖界面原子级精准对准，并受限于有限的局域界面耦合，不仅增加了器件复杂性，也使能耗难以进一步降低。以 Fe₃GeTe₂/MnBi₂Te₄为代表体系，首次实现了百微米尺度的全局钉扎交换偏置效应。只需在铁磁层表面覆盖一小块反铁磁层，整个大面积铁磁层的磁化方向即被完全钉扎。这一远超传统局域界面作用范围的现象源自范德华磁体特有的长程磁耦合机制，并得到了理论模型的系统验证。层间耦合强度和覆盖面积比例也可作为新的自由度，用于灵活调控全局钉扎效应的幅度与方向，为构建非对称、多稳态的磁逻辑单元提供可能也为未来的片上存储计算架构提供了核心物理支撑，有望在大规模阵列化、自旋逻辑功能集成、以及低功耗智能系统中发挥重要作用。
文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202518642
图 Fe₃GeTe₂/MnBi₂Te₄异质结中全局交换偏置效应及器件应用.
（撰稿：翁亚奎 编辑：王晓冬 审核：李永涛）