近日，我院王志勇教授课题组在二维碲烯（α-Te）的磁性调控机制方面取得重要进展。团队通过第一性原理计算，系统阐释了空位缺陷与双轴应变对α-Te磁性的协同调控效应，提出利用缺陷工程和应变工程协同调控α-Te磁性的新思路。相关成果以《The effects of vacancies and strain on the magnetism of tellurene》为题发表在Nature Index（自然指数）期刊《Applied Physics Letters》，王志勇教授为通讯作者，硕士研究生俞新辰为第一作者。

二维材料自旋电子学是后摩尔时代器件研究的前沿领域。新型二维材料碲烯以其优异的物理化学性质备受关注，但非磁性的α-Te如何产生和调控磁性尚缺乏充分的理论支撑。针对这一问题，课题组聚焦空位缺陷（V_Te1m单空位与V_Te7复合空位）与双轴应变的协同效应，通过第一性原理计算揭示了其磁矩演化规律。

研究发现，单空位缺陷V_Te1m与复合空位缺陷V_Te7可分别产生3μ_B和2μ_B的局域磁矩，其根源在于空位引入的缺陷态使Te-5p轨道发生自旋极化。双轴应变可调控磁矩大小与开关状态：V_Te1m在+4%拉应变下磁矩增强至3.8μ_B，V_Te7在-2%压应变下达到3.2_μB。在特定临界应变（V_Te1m为-1%压应变和+5%拉应变，V_Te7为-4%压应变和+1%拉应变）时磁性完全淬灭。通过揭示“键长-电荷-磁矩”耦合机制，发现应变通过改变Te原子间距，调节非成键5p电子分布，从而实现磁矩连续可调与突变淬灭的物理本质。这些研究为二维碲烯材料在自旋电子学、多态存储和逻辑器件等领域的应用提供了重要的理论基础。

(a) α-Te的几何结构的俯视图，(b)优化的V_Te1m缺陷结构的俯视图，以及(c)优化的V_Te7缺陷结构的俯视图。在这些图中，黄色、蓝色和绿色球体代表上部、中部和下部的Te原子。(d-f)V_Te1m和(g-i)VTe₇的自旋密度分布，黄色等值面对应于正自旋密度。

(a)-(c)和(d)-(f)分别是V_Te1m和V_Te7的磁矩、键长参数d/d₍₀₎和电荷转移随应变的变化。

文章信息：

The effects of vacancies and strain on the magnetism of tellurene

Xinchen Yu, Mengxin Wang, Jiayi Dong, and Zhiyong Wang

Appl. Phys. Lett. 126, 252401 (2025)

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0273529

（一审：王志勇；二审：朱鹏飞；三审：张富文）