Description
二维反铁磁半导体具备超快磁动力学响应、原子级厚度带来的高密度集成潜力，以及静电场与磁序的本征耦合优势，是下一代低功耗高性能自旋电子器件的理想候选。然而，其零净磁矩导致整体自旋极化缺失，现有方法往往依赖异质界面交换偏置、光激发或铁磁金属自旋过滤等间接策略，不仅增加了界面散射损耗，也提高了器件结构复杂度和能耗，限制了其更广泛的应用。在此，我们提出基于电学调控的全新方案：通过高浓度载流子掺杂直接诱导二维反铁磁半导体CrSBr在零磁场下实现可逆的反铁磁—铁磁相变，从而在单一材料体系中实现本征自旋极化态的原位调控。进一步我们利用局域掺杂方法构建了CrSBr横向自旋阀器件，在无铁磁电极的条件下即可实现栅压对自旋极化率和自旋阀磁阻的大范围可控调节。这些成果不仅揭示了二维反铁磁半导体中电学诱导磁相变的机制，也为构建基于范德华反铁磁材料的完全电学可控自旋电子器件开辟了新的研究方向。
