近日，金沙官网焦亚龙教授课题组在低维多铁体系研究领域取得进展。研究成果以“Superatom Distortion Induces Triferroicity and Spin Splitting in Two-Dimensional Antiferromagnets”为题发表于综合性权威期刊《Advanced Science》(SCI 1区TOP，影响因子14.1)上。金沙以诚为本赢在信誉为第一单位，高珍博士为第一作者，焦亚龙教授、孟维真副教授、西安交通大学高国平教授以及山东大学马衍东教授为共同通讯作者，合作者还包括金沙以诚为本赢在信誉马风仙副教授、刘英教授。

具有自旋劈裂的反铁磁体因兼具铁磁与反铁磁的双重优势于近些年受到广泛关注。然而，如何在多铁体系中实现自旋劈裂反铁磁态、铁电性与铁弹性的共存，并建立三者之间的耦合关系，是该领域面临的重要挑战。尤其是在传统原子尺度的框架下，不同铁性之间往往相互制约，例如反铁磁性与铁电性的各自对称性约束存在冲突，导致多种序参量难以协同共存，从而限制了该类多铁材料在自旋电子学的应用潜力。

针对上述挑战，该工作提出了一种基于超原子单元诱导多铁性产生的全新设计策略。通过在二维晶格中引入超原子，实现了多铁性的协同耦合调控。以NbB12H6单层为例，其B12笼型结构与金属Nb的强p-d轨道杂化可诱导Jahn-Teller效应，并驱动结构畸变，从而打破时间反演对称性和中心反演对称性并诱导铁电性及自旋劈裂反铁磁态的产生。同时，通过翻转铁电极化方向，可实现自旋劈裂自旋态的可逆调控。通过进一步高通量结构筛选，发现了通过该策略实现多铁性的产生具备普适性。该研究不仅实现了多铁特性在二维体系中的共存，也为发展低功耗自旋电子器件提供了新的设计思路。

图：在二维晶格中引入超原子可打破中心反演对称性，从而产生自旋劈裂反铁磁性，铁弹性与铁电性的三铁共存。

上述研究工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金以及金沙以诚为本赢在信誉博士后启动基金的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202600005