在国家自然科学基金项目（批准号：T2325028、12274016）等资助下，中国科学院物理研究所陈岚研究员团队在二维多铁材料研究方面取得进展，提出了由层间磁构型诱导电荷不对称机制导致层间极化，在双层CrTe₂体系中实现了室温稳定的本征多铁性，并验证了“电写磁读”功能。相关成果以“电压可控磁序的室温二维多铁金属（Room-temperature two-dimensional multiferroic metal with voltage-controllable magnetic order）”为题，于2026年3月9日发表于《自然·材料》（Nature Materials），论文链接：https://doi.org/10.1038/s41563-026-02537-2。

　　多铁材料由于同时具有铁电与磁有序，并存在磁电耦合效应，被认为是实现电场调控磁性和低功耗自旋电子器件的重要材料体系。然而，传统体相多铁材料普遍存在磁电耦合较弱、稳定性不足和器件兼容性不足等问题。近年来二维范德华材料为多铁性的实现提供了新的平台，但已报道体系往往存在磁有序温度低或磁电耦合弱等限制。

　　研究团队发现，在双层CrTe₂中存在一种交替反铁磁（AFM）/铁磁（FM）的层状磁结构，不同磁层之间的交换作用导致电子在层间发生不对称分布，从而形成明显的层间电势差，自发地破坏了反演对称性，从而形成可翻转的面外铁电极化。通过分子束外延生长高质量双层CrTe₂薄膜，并结合扫描隧道显微镜/自旋极化扫描隧道显微镜（STM/SP-STM）、压电响应力显微镜（PFM）和磁力显微镜（MFM）等多种扫描探针手段，研究人员验证了该体系的多铁特性，并实现了标志着强磁电耦合特性的“电写磁读”功能演示（图）。与传统多铁材料中由晶格畸变或自旋轨道耦合驱动的极化机制不同，该体系的极化起源于层间磁序差异引起的电荷不对称分布，使得磁序与极化之间建立了直接关联：当外加电场翻转极化方向时，层间磁构型也随之发生改变，从而实现对磁序的电压调控。该研究首次实现了可在室温大气工作并具有强磁电耦合的二维多铁材料，并揭示了一种由层间磁构型驱动的二维多铁新机制，为构建基于二维材料的低功耗磁电存储器件提供了新的材料体系和物理基础。

图 双层CrTe₂的原子结构和电写磁读