2017年，科學家在二維范德瓦爾斯（vdW）材料中發現了長程磁有序可以在單原子層厚度維持穩定存在，該發現為二維vdW自旋電子器件的實現提供了理想的材料平臺。為構建新型的高速自旋電子學器件，研究vdW磁性體系的超快自旋動力學行為十分必要。

　　圍繞二維磁性材料自旋動力學這一前沿方向，合肥研究院及其合作者依托穩態強磁場大科學裝置超導磁體SM1及超快光學系統，利用強磁場下的超快磁光技術（TR-MOKE），對二維vdW半導體Cr₂Ge₂Te₆、二維vdW金屬Fe₃GeTe₂以及三維金屬Cr₃Te₄在強磁場下的光誘導自旋動力學過程進行了詳盡地對比性研究。研究發現，二維vdW磁性材料的再生磁化速度明顯慢于三維材料。更重要的是，科研人員在國際上首次發現Cr₂Ge₂Te₆具有超長的自旋弛豫行為，即在超快退磁后3500 ps（1ps=10-12s）的時間尺度內磁性無明顯恢復。模型分析與實驗研究結果揭示了晶格維度和熱擴散各向異性對二維磁性材料的自旋動力學起關鍵作用。

　　該研究有效拓展了二維磁性的研究領域，進一步揭示了二維vdW磁性的維度特異性，為其在高頻器件領域的應用提供了研究基礎。

　　研究工作得到國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目、中科院前沿科學重點研究計劃項目等的支持。

　　論文鏈接 

（a）三個樣品的TR-MOKE信號。（b）Cr2Ge2Te6在不同時間延遲下的磁光克爾磁滯曲線。（c）三種模型在激光激發后的自旋弛豫示意圖。其中，κ表示熱導率，紅色區域表示自旋無序，藍色區域表示自旋有序。