新闻网讯 1月17日，Cell Press旗下的旗舰刊Matter在线出版材料学院常海欣教授团队题为“Immediate ultrasmall current-tunable anomalous Hall effect”的研究论文。杨丽、武浩、郭飞博士为论文的共同第一作者，常海欣为论文的通讯作者，我校为该论文第一作者单位与唯一通讯作者单位。

反常霍尔效应（AHE）是现代自旋电子学和下一代量子器件中的重要组成部分。通过电学手段直接调节传统磁性材料中的自旋轨道耦合（SOC）或本征AHE仍然是一个巨大的挑战。迄今为止，材料中AHE的直接、即时电流调控仍然难以实现，且鲜有报道。为了解决这一难题，常海欣团队设计了一种新型二维范德华室温铁磁量子晶体—铁锗镓碲(Fe₅Ge_0.8Ga_0.2Te₂,缩写为FGGT)，其费米面附近存在丰富的类外尔点量子态拓扑结构，并在其中发现了维度依赖的直接电流反常霍尔效应，为揭示和调控凝聚态中自旋的拓扑与几何性质提供了重要途径。

常海欣团队成功生长了新型室温范德华铁磁量子材料FGGT单晶，理论研究揭示二维FGGT费米面附近存在大量的类外尔量子态拓扑结构，费米面轻微移动可造成贝利(Berry)曲率和AHE的巨大变化。实验上发现，二维FGGT铁磁晶体中存在直接、即时、多值、非线性的直接电流反常霍尔效应。该效应源自二维量子极限下由二维SOC引发的节点电子拓扑量子态的内在敏感性，并且在超小电流（~10²A cm^-2）下可实现电学调控。反常霍尔电阻（R_AHE）的多值电调节（(R_AHE1)/(R_AHE2)*100%）最高可达584%，并在室温下保持在126%，而且在2-300 K的宽温度范围内有效。R_AHE与R_xx之间的平方相关性表明，反常霍尔效应是由自旋轨道耦合主导的贝里曲率引起的。

值得注意的是，霍尔效应里面大多数电子拓扑或量子效应仅在低温下发生，而二维FGGT量子晶体中的直接电流反常霍尔效应甚至在室温下也能观察到。这种直接电流反常霍尔效应同时具有显著的维度、晶体原子层数和电子拓扑量子态敏感依赖性，为探讨时空维度的本质以及低功耗自旋电子学和类脑量子器件提供了独特的量子平台，并可能促进量子力学与相对论的融合研究。