以磁性斯格明子、双半子（双麦韧）为代表的拓扑自旋纹理，因其具有纳米尺度、拓扑稳定性以及可被低电流密度高效驱动等优异特性，被视为下一代高密度、低功耗非易失性存储与逻辑器件的核心信息载体。如何实现对这类拓扑态的低功耗、非易失性电学调控，是该领域长期悬而未决的关键难题。传统调控手段（如外加磁场或自旋转移力矩）往往能耗高且状态易失。近年来，利用多铁材料中电场调控磁性的途径被认为是破局之道，但如何在二维极限下实现铁电序对拓扑磁纹理的稳定、可逆操控，依然缺乏系统的理论指导与材料实现方案。

针对上述挑战，华南理工大学吴锐教授联合中山大学侯仰龙教授、北京大学杨金波教授等团队，通过第一性原理计算与微磁模拟，在一系列全范德华多铁异质结LaX₂（X = Cl, Br, I）/In₂Y₃（Y = S, Se, Te）中，首次从理论上实现了利用铁电场效应对拓扑磁性准粒子的非易失性电学操控。研究发现，通过翻转铁电层In₂Y₃的极化方向，可以远程调控铁磁单层LaX₂中的磁阻挫程度，从而诱导体系在平庸铁磁态与非平庸拓扑态之间发生可逆转变。

具体而言，在LaCl₃/In₂S₃、LaBr₂/In₂Se₃及LaCl₂/In₂Se₃这三种异质结中，铁电极化反转能够有效调节铁磁层中的磁阻挫，从而按需实现斯格明子、双半子等拓扑自旋纹理的确定性产生与湮灭。尤为独特的是，在LaI₂/In₂Te₃异质结中，铁电翻转不仅可以调控拓扑态的存在与否，还能精准地改变双半子的形态特征，展现了更深的界面耦合能力。此外，研究还发现伴随铁电翻转，铁磁层会发生从半导体到半金属的转变。这归因于极化反转导致的界面电荷转移，使得材料呈现出100%的自旋极化率，为后续利用纯电流驱动拓扑准粒子运动创造了理想条件。

研究团队进一步对双半子团簇在100%自旋极化电流驱动下的动力学行为，以及具有大拓扑数的斯格明子在外磁场下的响应进行了系统模拟。结果表明，该体系支持低能耗、非易失的电写入与磁读出操作，且拓扑自旋纹理在电流作用下具有高运动速度和低钉扎效应。这些发现表明通过多铁异质结中的铁电序调控可以实现纯电场对拓扑磁纹理的无磁场、非易失操控。

研究从理论上证实了通过无磁场、纯电场的非易失性方式操控二维磁体中的拓扑磁性是可行的，也为未来设计集存储、感知、计算于一体的超低功耗二维自旋器件提供了理论基础。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202504772