二维非层状Co3Sn2S2的可调控反常霍尔效应合成工程研究

研究人员通过熔融转化机制成功制备出具有强铁磁序和巨反常霍尔效应(AHE)的超薄非层状二维Co3Sn2S2单晶。该研究突破非层状kagome材料可控合成难题，通过维度优势和可控Fe掺杂实现48%的巨霍尔角和2200 Ω?1cm?1的霍尔电导率，为零磁场条件下已知磁性材料最高值，为自旋电子学和量子限域效应研究提供新平台。

　　

在自旋电子学和关联量子现象研究领域，二维kagome铁磁材料堪称黄金标准。然而，缺乏范德华间隙的非层状kagome材料可控合成始终是难以逾越的障碍。最新突破性研究通过熔融转化机制，以SnS₂或SnS层状中间体为前驱体，成功制备出具有kagome晶格结构的超薄非层状Co₃Sn₂S₂单晶。这种材料不仅展现强铁磁有序性，更具备令人瞩目的巨反常霍尔效应(AHE)。

磁输运测试揭示，该二维单晶的AHE性能远超其块体和多晶 counterparts。研究团队巧妙结合二维材料的维度优势，通过精确调控Fe掺杂浓度，引入外在贡献机制，最终实现48%的巨霍尔角和2200 Ω^?1cm^?1的霍尔电导率——这两个数值在零磁场条件下，几乎刷新了所有已知磁性材料的记录。

这项研究不仅开辟了非层状二维铁磁kagome材料的新纪元，更为量子限域效应研究和关联现象探索搭建了理想平台。其突破性的合成策略和卓越的性能表现，为下一代自旋电子器件开发提供了革命性材料体系。