Two dimensional layered van der Waals (vdW) magnets have demonstrated their potential to study both fundamental and applied physics due to their remarkable electronic properties. However, the connection of vdW magnets to spintronics as well as quantum information science is not clear. In particular, it remains elusive whether there are novel magnetic phenomena only belonging to vdW magnets, but absent in the widely studied crystalline magnets. Here we consider the quantum correlations of magnons in a layered vdW magnet and identify an entanglement channel of magnons across the magnetic layers, which can be effectively tuned and even deterministically switched on and off by both magnetic and electric means. This is a unique feature of vdW magnets in which the underlying physics is well understood in terms of the competing roles of exchange and anisotropy fields that contribute to the magnon excitation. Furthermore, we show that such a tunable entanglement channel can mediate the electrically controllable entanglement of two distant qubits, which also provides a protocol to indirectly measure the entanglement of magnons. Our findings provide a novel avenue to electrically manipulate the qubits and further open up new opportunities to utilize vdW magnets for quantum information science.
Electrically switchable valley polarization, spin/valley filter, and valve effects in transition-metal dichalcogenide monolayers interfaced with two-dimensional ferromagnetic semiconductors
过渡金属二硫属化物单层中的电子谷驱动新的物理学，并允许设计多功能架构的应用。我们建议通过能带工程来操纵这些系统中的自旋/谷滤波器和阀器件的电子谷。在我们的策略中，电子谷直接耦合到二维铁磁体的自旋极化态，而不是在以前的研究中广泛使用的磁邻近效应。我们发现，这种耦合的结果在谷选择性的间隙开放，由于自旋动量锁定在过渡金属二硫属化物单层。这种物理现象引起了各种意想不到的电子性质和现象，包括半金属性，电可切换的谷极化，自旋/谷过滤器和阀效应的过渡金属二硫属化物单层。基于第一性原理计算，我们在MoTe $_2$/CoCl $_2$和CoCl $_2$/MoTe $_2$/CoCl $_2$ van der Waals异质结中进一步证明了我们的想法.因此，我们的研究提供了一种新概念器件的过渡金属二硫属化物单分子膜的电子谷工程的方法。
Switchable Magnetoelectric Transport in Graphene via a Van der Waals Multiferroic
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物质研究所）；Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理系）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国家材料研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国家材料研究所材料纳米结构研究中心）；Center for Emergent Matter Science, RIKEN（理化学研究所新兴物质科学中心）；Quantum-Phase Electronics Center and Department of Applied Physics, The University of Tokyo（东京大学量子相电子中心及应用物理系）
Multiferroic van der Waals heterostructure FeCl$_2$/Sc$_2$CO$_2$: Nonvolatile electrically switchable electronic and spintronic properties
多铁性范德华（vdW）异质结构提供了一个令人兴奋的路线，对新的纳米电子学和自旋电子学器件技术。本文采用第一性原理密度泛函理论和量子输运模拟方法研究了由铁磁FeCl $_2$单层和铁电Sc $_2$ CO $_2$单层组成的多铁性VDW异质结构的电子和输运性质.研究表明，通过电调制Sc $_2$ CO $_2$的铁电极化状态，FeCl $_2$ /Sc $_2$ CO $_2$异质结构可以从半导体可逆地转变为半金属。有趣的是，半金属相表现出III型断裂带对准，这对于隧道场效应晶体管应用是有益的。我们进行了量子输运模拟，基于\emph{proof-of-concept}两端纳米器件，以证明全电控阀效应独特的非易失性铁电开关的异质结构。这些发现揭示了FeCl $_2$ /Sc $_2$ CO $_2$ vdW异质结构作为设计下一代最终紧凑的信息处理、数据存储和自旋电子器件的构建块的潜力。
Electrically Controllable van der Waals Antiferromagnetic Spin Valve
我们提出了一个自旋阀，是基于范德华反铁磁性和完全电控。该设备是由两个反铁磁终端，允许垂直偏置控制和一个链接的中心散射电位区。当两个端子中的偏置取向从平行切换到反平行时，磁阻显著变化，因为这种切换引起系统不同部分中相同自旋投影的带的失配。从密度泛函计算中示出，由Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$的两个原子层封装的双层石墨烯提供了实现反铁磁性的材料平台，其对于所需的垂直电场是鲁棒的。
Switchable Exchange Bias Resulting from Correlated Domain Structures in Orthogonally Coupled Antiferromagnet/Ferromagnet van der Waals Heterostructures
Engineering electrically-switchable quantum anomalous Hall states by spin-orbit coupling
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究院）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Clarendon Laboratory（鲁道夫·皮尔斯理论物理中心，克拉伦登实验室）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所材料纳米构筑学研究中心）
Imprinting electrically switchable scalar spin chirality by anisotropic strain in a Kagome antiferromagnet
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究中心）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）
Van der Waals epitaxial growth of topological insulator Bi$_{2-x}$Sb$_x$Te$_{3-y}$Se$_y$ ultrathin nanoplate on electrically insulating fluorophlogopite mica
我们报道了高质量的Bi $_{2-x}$ Sb $_x$ Te $_{3-y}$ Se $_y$纳米片（BSTS-NPs）的电绝缘氟金云母衬底上使用无催化剂的气相固体方法的生长。在优化的气压和合适的氩气流量下，我们控制了BSTS-NP的厚度、尺寸和组成。拉曼光谱显示系统的变化表明，BSTS-NP的厚度和组成确实是精确控制。电输运表明，在BSTS-NP中的鲁棒狄拉克锥载流子输运。由于BSTS-NP提供了可调谐狄拉克锥表面态的优越的主导表面输运，而体态的导电贡献可以忽略不计，因此BSTS-NP为探索三维拓扑绝缘体的内在物理现象以及未来的技术应用提供了理想的平台。
Selectively controlled ferromagnets by electric fields in van der Waals ferromagnetic heterojunctions
电荷转移在异质结构的界面处起着关键作用，它可以影响电子结构，并最终影响材料的物理性质。然而，一旦界面形成，电荷转移就难以在外部操纵。在这里，我们报告的Fe 3GeTe 2/Cr2 Ge 2 Te 6/Fe 3GeTe 2全磁范德华异质结构，它可以被用来选择性地修改顶部或底部Fe 3GeTe 2电极的磁性能的电可调电荷转移。从金属Fe 3GeTe 2到半导体Cr2 Ge 2 Te 6的定向电荷转移显著地改变了Fe 3GeTe 2的磁各向异性能，导致显著抑制的双折射率。在这项研究中所展示的铁磁体的电选择性控制可以刺激基于范德华磁体的自旋电子器件的发展。
Direct Nanoscale Pyroelectric Characterization of a CuInP${}_2$S${}_6$ van der Waals Nanogenerator
Université catholique de Louvain (UCLouvain)（天主教鲁汶大学）；Lancaster University（兰卡斯特大学）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；WEL Research Institute（WEL研究所）
Varied magnetic phases in a van der Waals easy-plane antiferromagnet revealed by nitrogen-vacancy center microscopy
对范德华材料的兴趣通常源于希望通过利用其固有的分层结构来简化现有技术，以创建不受表面缺陷影响的近原子级薄的组件。一个吸引人的属性是易于切换但强大的磁序，质量只有稀疏的情况下，在平面各向异性。在这项工作中，我们使用宽场氮空位（NV）中心磁成像来测量单个薄片的CuCrP $_2$ S $_6$，一个多铁性范德华磁体已知表现出弱易面各向异性的散装的属性。我们图表之间的交叉面内铁磁性的薄片下降到三层，和大量的行为为主的低场自旋翻转过渡。此外，通过利用NV中心磁力测定的方向依赖性，我们能够观察到一个主要是在零场附近的平面外铁磁相的实例，与预期和先前的实验相矛盾的散装材料。我们将此归因于样品制备过程或暴露于周围环境中所产生的表面各向异性的存在，预计这将对更广泛的弱各向异性范德华磁体产生更普遍的影响。
Geometry-Controlled Magnetic and Electronic Landscapes in Anisotropic van der Waals Materials
Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫理工大学）；University of Warsaw（华沙大学）；Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫理工大学）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）
Electrical spin injection into graphene from a topological insulator in a van der Waals heterostructure
全电（无磁性材料）自旋注入是自旋电子学的突出目标之一。拓扑绝缘体（TI）由于其强的自旋-轨道耦合，特别是自旋-动量锁定的拓扑表面态（TSS）支持螺旋自旋极化电流，被认为是一种很有前途的电控自旋源。许多TI材料，例如Bi基硫族化物也是分层的2D材料，并且可以被并入范德华（vdW）耦合异质结构中，从而打开了利用TI用于电自旋注入到其他2D材料中的可能性。在这里，我们证明了螺旋自旋极化电流注入石墨烯通过3D TI在Bi 2 Te 2Se（TI）和化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯之间的机械堆叠的异质结构，使用自旋电位测量。当直流电流从TI流向石墨烯时，我们使用铁磁（FM）探针在TI和石墨烯中检测到显著的阶跃式电压变化（自旋信号）。自旋信号的符号可以通过反转直流偏置电流的方向来反转，并且自旋信号的相应幅度随着偏置电流线性增加，指示TI和石墨烯两者中的电流诱导的螺旋自旋极化。相比之下，当使用FM电极注入自旋时，石墨烯本身表现出通常的非局域自旋阀信号。我们讨论了可能的起源的螺旋自旋极化注入到我们的TI/石墨烯异质结构，可能包括TSS以及自旋轨道耦合Rashba状态的石墨烯。我们的研究结果表明，通过TI的自旋螺旋电流到石墨烯的电注入，并证明TI作为潜在的自旋源，为未来的自旋电子器件，其中自旋操纵实现电。
Anomalous Nonlinear Magnetoconductivity in van der Waals Magnet CrSBr
CIC nanoGUNE BRTA（纳米技术联合研究中心）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU（材料物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯基克科学基金会）
