近日，betway88西汉姆联袁洪涛教授团队与电子科技大学邓龙江院士和彭波教授团队、首尔大学 Je-Geun Park教授团队、新加坡国立大学Kian Ping Loh教授团队等合作者在Nature Reviews Physics上发表题为 “Cross-probing van der Waals multiferroics” 的综述文章。电子科技大学彭波教授和betway88西汉姆联24级博士生李泽亚为共同第一作者。电子科技大学邓龙江院士、彭波教授、betway88西汉姆联袁洪涛教授、首尔大学 Je-Geun Park教授和新加坡国立大学Kian Ping Loh教授为共同通讯作者。

多铁材料因同时具备铁电序与磁序且存在内禀的磁电耦合效应，被视为实现电场调控磁性、构建低功耗存储与逻辑器件的理想平台。在二维范德华体系中，材料维度被压缩至原子级厚度，静电屏蔽减弱、量子涨落增强，使磁电耦合获得了远超块体材料的调控自由度。然而，维度降低也会放大热涨落、限制晶格畸变，并带来更严格的对称性约束，使二维体系中铁电性与磁性的内在不相容性更加突出。对于存在非共线磁序或反铁磁序等复杂磁性结构的体系，常规单一表征手段往往难以直接识别当前二维单相多铁材料中磁电耦合这一多铁性的核心特征。因此，亟需发展能够同时探测并解耦磁、电、光多种响应的交叉关联测量技术。

本综述论文系统梳理了当前二维范德华多铁材料的实验验证技术，全面评估了磁光效应、二次谐波、反常霍尔效应、铁电电滞回线等现有的磁性和铁电性传统探测手段，指出在磁电耦合存在时单一手段通常难以确证其本征多铁性；重点介绍了稳态、时域高分辨和多场耦合的磁—光—电交叉表征工具，包括电控磁光效应、磁控电容测量（见图1）、时间分辨二次谐波/克尔旋转以及体光伏效应/圆偏振光电流效应/光自旋霍尔效应等自旋光电子学手段（见图2）。以代表性二维多铁材料NiI₂为范例，综述系统展示了如何通过同时施加电场和磁场、从多个自由度相互验证磁序、铁电序及其动态耦合，从而最终确认本征多铁性。

综述进一步展望了未来多铁材料中交叉关联测量技术的发展方向：在空间分辨率方面，将扫描探针技术直接集成到磁-光-电耦合测量平台中，有望实现对磁电耦合的纳米尺度实空间可视化；在时间尺度上，结合飞秒激光脉冲与超快电激励时间分辨的二次谐波/克尔旋转等技术能够直接观测电磁子介导的超快磁电耦合振荡；面向实用化，发展宽场磁光克尔成像、宽场二次谐波成像等高通量技术，并引入机器学习辅助分析，可满足室温、晶圆级多铁薄膜的快速均匀性表征。此外，超灵敏量子传感器（如金刚石NV色心）的引入有望突破弱信号探测瓶颈。这些跨尺度、多物理场协同的下一代表征工具，将深入揭示磁电耦合的物理本质，并最终推动二维多铁材料走向实际器件应用。

总体而言，磁光电交叉关联测量技术已逐渐发展成为破解二维范德华多铁材料识别难题的关键方法论体系，它不仅为区分纠缠的磁序与铁电序提供了可靠实验判据，也可以揭示二维极限下增强的磁电耦合及其超快动力学行为。该综述为相关领域的研究人员提供了系统的技术路径和未来研究的参考方向，有望进一步推动低功耗自旋电子学、非易失存储器及磁电耦合器件的创新与发展。

图1 | 二维范德华多铁材料中的稳态磁-光-电交叉联合测量。

图2. 二维范德华多铁材料的光-自旋电子学测量。

文章链接： https://www.nature.com/articles/s42254-026-00944-7