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Co1/4TaSe2 费米面出现交错磁自旋劈裂，层状材料奈尔温度为 178 K

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-08-20T18:40:00+08:00 · 更新 2026-08-20T18:45:22+08:00

核心结论

Nature Communications 通过角分辨光电子能谱、密度泛函理论和磁化率测量，将插层过渡金属二硫族化物 Co1/4TaSe2 识别为层状交错磁体。材料呈 A 型反铁磁有序，奈尔温度 178 K；自旋分辨和积分能谱在费米面给出与理论一致的交错磁自旋劈裂，升温越过奈尔温度时价带重构随磁序受抑而改变。结果提供新的二维自旋研究平台，但工作温度仍低于室温，尚未演示器件级自旋输运。

Nature Communications 8 月 20 日发表层状交错磁材料 Co1/4TaSe2 的实验研究。交错磁性被视为区别于传统铁磁和反铁磁的新型磁序：它可以在总磁矩接近抵消的情况下产生动量依赖的自旋劈裂，理论上兼顾反铁磁器件的低杂散场和铁磁材料的自旋选择能力。但具有较高奈尔温度、且自旋能带得到直接实验确认的层状材料仍然有限。

团队研究在 TaSe2 层间插入四分之一比例钴的化合物。磁化率测量确认材料形成 A 型反铁磁有序，奈尔温度为 178 K。研究者结合自旋分辨与普通角分辨光电子能谱（ARPES）和密度泛函理论计算，测得的电子能带与理论预测相符，并在费米面观察到交错磁自旋劈裂的清晰信号。

温度依赖 ARPES 提供了另一条证据：当样品升温越过奈尔温度，价带结构发生重构并出现可观测能带位移，与交错磁序被抑制的预期一致。层状范德华材料还便于剥离、堆叠、栅压和界面工程，因此 Co1/4TaSe2 可成为研究磁序、晶体对称性与二维电子态耦合的平台，并为无净磁矩的自旋电子学寻找候选材料。

不过，178 K 仍明显低于室温，现有结果主要来自表面敏感能谱与理论对应，尚未展示电流诱导自旋、磁阻、开关能耗或器件耐久性。插层比例、缺陷、畴结构和样品表面也可能影响能带；“观察到自旋劈裂”不能自动等同可用的自旋器件。后续需要体相与输运探针交叉验证，控制磁畴和厚度，测试异质结与电场调控，并寻找更高奈尔温度或可在室温稳定工作的同类层状化合物。

来源： Nature Communications 原始论文（8 月 20 日）

信息来源

可信度说明

来源为同行评议的 Nature Communications 原始论文，可核验 Co1/4TaSe2、A 型反铁磁序、178 K 奈尔温度、ARPES/DFT 对应和温度依赖能带变化。证据支持材料归类，但表面效应、缺陷与磁畴仍需体相和输运验证；室温工作与器件功能尚未展示。

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