多铁性金属是指在同一晶体中同时具备电极化与磁序的材料。由于两类有序共存，材料可通过磁电（ME）耦合实现电场对磁性的调控。

研究人员指出，体相多铁性材料在应用层面仍面临多项限制，包括自发极化偏小、磁电耦合系数较弱，以及氧空位引发的漏电流导致在环境条件下操作稳定性受限等问题。

中国科学院物理研究所研究人员与浙江大学合作者近日基于一种二维（2D）范德华材料，展示了电场对磁态的控制，并实现具有强磁电耦合的本征室温二维多铁性。相关成果发表于《自然材料》（Nature Materials）。

据论文介绍，团队在双层CrTe2中构建了一种交替反铁磁（AFM）/铁磁（FM）的层状结构。该结构的层间静电势差在本征上破坏反演对称性，从而产生可逆的面外极化。研究团队随后采用分子束外延法制备高质量双层CrTe2薄膜，并展示其室温稳定的二维多铁相。

研究结合第一性原理计算以及扫描隧道显微镜、压电响应力显微镜和磁力显微镜等实验结果表明，AFM层与FM层之间的静电势差可诱导自发的反演对称性破缺，并形成稳定的铁电极化。研究人员表示，与典型II型多铁材料中由自旋轨道耦合驱动的机制不同，该工作采用层间电荷不对称机制实现强磁电耦合，且耦合可维持至室温。

研究团队认为，所提出的FM/AFM超晶格结构为设计二维单相多铁性材料提供了通用思路。论文同时展示了双层CrTe2在室温且空气稳定条件下的“电写磁读”功能，并将其描述为连接基础多铁物理与可扩展应用的一种路径。