自旋塞贝克效应（Spin Seebeck Effect，SSE）是热自旋电子学领域的核心现象之一，描述了磁性材料中由温度梯度驱动产生纯自旋流的过程。当该自旋流注入相邻的重金属层时，可通过逆自旋霍尔效应转化为可测量的电压信号，为废热回收、磁子逻辑和低功耗自旋器件提供了重要物理基础。长期以来自旋塞贝克效应的研究主要集中在铁磁体和亚铁磁体，反铁磁体系中的相关探索相对滞后。反铁磁体因其无净磁矩、抗外磁场干扰且具有太赫兹级磁子频率而备受关注，如何在弱交换耦合的范德华反铁磁体中实现高效、可调控的热自旋流输运，以及磁场驱动的自旋翻转转变对自旋塞贝克信号的具体影响机制仍是亟待解决的关键问题。

针对上述挑战，华南理工大学吴锐教授联合ETH丁石磊博士、中山大学侯仰龙教授、北京大学杨金波教授等团队，系统探究了弱交换耦合范德华反铁磁体CrPS₄与重金属（Pt、Ta）构成的异质结体系中的自旋塞贝克效应。CrPS₄具有A型反铁磁序和极弱的层间交换耦合，自旋翻转场较小，且其磁子频率可低至GHz范围，为研究磁场调控自旋塞贝克效应提供了理想的研究平台。

研究团队通过制备高质量的CrPS₄/Pt和CrPS₄/Ta异质结器件，在纵向自旋塞贝克配置下系统测量了不同磁场和温度条件下的自旋塞贝克信号。研究发现在低于自旋翻转场时，自旋塞贝克信号随外加磁场增加而线性增强，这归因于磁场诱导的磁矩倾斜角增大，增强了倾斜磁化强度从而促进热磁子流的产生。当外加磁场恰好达到自旋翻转场时，自旋塞贝克信号出现一个尖锐的峰，且该峰在温度高于奈尔温度后完全消失，表明其与自旋翻转转变密切相关。研究团队通过理论计算证明该峰的出现与自旋翻转场处的磁振子能隙闭合相关。

研究揭示了CrPS₄/重金属体系中自旋翻转转变过程中自旋塞贝克效应的演化规律，实现了磁场和温度对热自旋流的高效调控。CrPS₄的弱层间交换耦合和低自旋翻转场使得在较小磁场下即可实现高效的热自旋流调控，为未来基于二维反铁磁材料的磁子逻辑器件和自旋电子器提供了理想研究平台。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58306-3