近日，资料基因院/理学院物理系的任伟教授和Jeffrey Reimers教授结合在国际驰名期刊《NanoLetters》上颁发题为“Giant carrier mobility in a room temperature ferromagnetic VSi2N4monolayer”的钻研论文。

载流子迁徙率是半导体的最沉要个性之一，高迁徙率资猜中的载流子能够急剧响应表界电场的变动，合用于有高频响应和高充放电速度需要的电子器件。随着器件工艺发展进入后摩尔阶段，二维磁性资料为电子器件提供了实现幼型化、高集成度和低功耗化指标的资料基础。实现低维资猜中的本征磁性和高迁徙率对一连和超过摩尔定律拥有沉大意思，然而目前学界对该课题的钻研工作较为有限，出格是二维磁性资料的载流子迁徙率水平有待提高。

本工作基于第一性道理密度泛函理论，钻研了单层VSi2N4的两种可能物相，其中H相对应于MoSi2N4中已经观察到的结构，而在双轴拉伸应变超过3%时成为T相。二者均为在费米能级左近拥有100%自旋极化的本征铁磁半导体，基于海森堡模型的蒙特卡洛仿照预测的居里温度别离为344和237K，并且可通过双轴压缩应变进一步提高。通过形变势理论预测H相结构自旋向上极化的载流子拥有巨大的迁徙率，可达到1×106cm2V-1s-1，进一步分析得到高迁徙率的原由于：（1）较幼且拥有各向同性的载流子有效质量；（2）七原子层结构导致杨氏模量较大。这种高自旋极化载流子迁徙率、100%自旋极化率与高居里温度的组合提供了开发自旋电子学的资料基础。

资料基因院/理学院物理系任伟教授和Jeffrey Reimers教授为论文共同通讯作者，物理系博士钻研生乔磊为第一作者，亿万先生MR为第一单元。本工作得到了国度天然科学基金沉点及面上项目、上海市科学技术委员会优良学术带头人项目、亿万先生MR上海市科学与工程推算专业技术服务平台、之江尝试室和亿万先生MR量子科技钻研院的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.4c01416