研究具有室温以上稳定铁磁性的范德华（vdW）层状磁性半导体，以实现超低功耗自旋电子器件。我们已经成功证明，钒（V）掺杂的 WSe₂ 在室温下可作为一种稀磁半导体（DMS）工作，这标志着自旋电子器件发展中的一个重要里程碑。我们的研究表明，施加一个较小的垂直电压即可有效控制自旋翻转，为超低功耗自旋电子应用提供了一条极具前景的技术路线。为进一步推进该技术，我们将重点开展以下研究：

i）优化 V 掺杂浓度 —— 我们旨在确定最佳的 V 掺杂浓度，在最大化自旋翻转效率的同时尽可能降低功耗。通过将 V 掺杂浓度提高至 0.5% 以上，我们预计能够提升居里温度（Tc）和体系稳定性，从而有望实现更高温度下的器件工作，并进一步降低能耗。

ii）研究少层自旋转移力矩（STT）器件 —— 我们将制备双层、三层及多层 V 掺杂 WSe₂ 器件，以评估其室温下的自旋翻转行为，并验证其在超低功耗运行方面的可行性。

iii）探索替代性磁性掺杂元素及共掺杂策略 —— 我们将研究其他过渡金属掺杂元素或共掺杂方案，以精细调控材料磁学性质并优化器件性能。

iv）推进自旋电子器件的大规模制备 —— 我们将开发基于 vdW 层状材料自旋电子器件的晶圆级集成技术，为下一代磁性半导体技术无缝替代传统电子器件提供可行路径。

如果能够成功实现室温自旋电子器件的晶圆级集成，将有望彻底改变半导体产业，推动超低功耗、高速、非易失性计算架构的发展。这一突破将超越传统基于电荷输运的电子技术，为高能效量子计算与类脑计算应用铺平道路。