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本征光伏效应无需传统光伏效应所依赖的pn结结构，可在均匀单相材料内部产生光生电流，近十年来备受科研领域关注。其不仅有望大幅提升太阳能光电转换效率，微观机理还与能带拓扑、量子几何深度关联，涵盖贝里联络、贝里曲率以及量子度规等核心物理量。

本征光伏效应源于带间光学跃迁，其所依托的带间量子几何参量，由跃迁对应的电子态联合流形定义，区别于依靠输运手段表征的基态量子几何。不同于pn结内建电场驱动的漂移光电流，本征光伏效应可使均匀固体在均匀光照下直接产生光生电流。

目前非磁性极性体系中的本征光伏效应已被广泛研究，研究重点多集中于氧化物、卤化物、外尔半金属、范德华二维材料等体系的贝里联络与贝里曲率效应。而在磁性材料领域，尽管相关理论研究成果丰硕，但由量子度规主导的本征光伏效应实验佐证依旧十分匮乏。

近年来二维层状磁性材料快速发展，实现了范德华层内磁序的精准调控；其中兼具空间反演对称破缺与时间反演对称破缺、同时整体保留宇称-时间联合对称的二维反铁磁材料，为磁性体系本征光伏效应研究开辟了全新方向。

日本东京大学的Toshiya Ideue和Yoshihiro Iwasa团队在A型堆叠二维宇称-时间对称反铁磁体系中，发现可逐层区分的新型本征光伏效应，将其定义为能带分辨量子度规主导的磁注入光电流，是当前凝聚态物理领域的前沿研究方向。该层域光伏效应与层霍尔效应物理思想相近，能够剥离不同范德华功能层各自的光电流贡献，为逐层解析二维材料量子几何特性提供全新研究手段。

在众多二维反铁磁材料中，CrSBr凭借独特的输运特性、磁激子态、良好结构稳定性以及较高磁转变温度成为热门研究体系，同时也是构筑范德华异质结的核心基础材料。

CrSBr晶体空间群为Pmmn，顺磁相下晶体沿a、b双轴均存在镜面对称面；块体CrSBr奈尔转变温度为132 K，剥离为双层结构后奈尔温度升至140 K。

单层CrSBr呈现层内铁磁有序，易磁化轴沿b轴方向；双层CrSBr则形成A型反铁磁排布，上下两层自旋反向平行排列。

双层CrSBr顺磁相具备中心反演对称性，进入反铁磁有序态后，空间反演对称与时间反演对称双双破缺，但整体仍维持宇称-时间联合对称。两种可相互切换的反铁磁构型可通过空间反演或时间反演变换相互关联；面内自旋排布进一步破坏b轴镜面对称性，仅保留a轴镜面对称，完全满足本征光伏效应产生的对称条件。

https://www.nature.com/articles/s41563-026-02593-8

信息来源：科学之邦

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