近年来，凭借低能耗、微型化、高灵敏度、轻量化及曲面共形集成等优势，柔性隧穿磁电阻（TMR）传感器在人工智能、智慧医疗和人机交互等领域引起广泛关注。当前主流的MgO基TMR传感器面临机械稳定性差、生长工艺复杂等技术瓶颈，限制了其在柔性领域的应用潜力。因此，开发兼具高隧穿效率、优异应力/应变性能和低制造成本的新型势垒层材料体系，已成为突破柔性自旋电子器件灵敏度衰减、可靠性不足等瓶颈问题的核心挑战。

甘肃省科学院传感技术研究所磁传感技术研究室人员发现将传统的MgO隧穿层替换为二维材料，能够有效提升磁隧道结的应变性能，降低翻转电流密度。项目组利用非原位硫化法制备得到晶圆级纯相的2D-MoS₂薄膜，研究了二维材料对垂直磁化异质结的磁各向异性、自旋输运以及电流驱动磁矩翻转进行系统性的调控机理。

研究结果表明，2D-MoS₂ (x layers)/Pt/Co/Pt多层膜的垂直磁各向异性和不可逆翻转场分布位置强烈依赖于MoS₂的厚度，有效各向异性常数K_eff最高能达到1.4×10⁷ erg/cc。Pt/MoS₂/[Co/X]₁₀垂直磁各向异性的强弱取决于重金属覆盖层X的5d电子数，覆盖层材料的5d电子数越多，薄膜的PMA越强。当X为Pt时，样品的K_eff能够达到5.2 ×10⁶ erg/cc，并且发现MoS₂插层能够有效降低异质结的临界翻转电流密度（最低为3.2×10⁶ A/cm²）。当施加应力后，磁性膜的各向异性、矫顽力和交换偏置作用出现了较为明显的变化。

上述成果以Investigation of magnetization reversal and domain structures in perpendicular synthetic antiferromagnets by forcs and moke为题在Chinese Physics B发表论文1篇，第一作者为王向谦研究员；授权国际发明专利1件（Perpendicular anisotropy artificially synthetic antiferromagnetic coupling multilayer film with exchange bias field capable of being continuously regulated and controlled，专利号：2035749），第一发明人为王向谦研究员；授权国家发明专利2件（交换偏置场可连续调控的垂直各向异性人工合成反铁磁耦合多层膜，专利号：ZL 202211090517.5；一种低维层状二硫化钼薄膜材料及其制备方法，专利号：ZL 202210554994.6），第一发明人分别为王向谦研究员与谢明玲助理研究员。

论文链接：

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-1056/acd8aa