当前，具有半导体和磁性的层状结构二维材料Cr2Ge2Te6引起了研究人员的广泛关注，并成为新兴自旋电子学器件材料的核心选择。然而，单层Cr2Ge2Te6（ML-CGT）的磁各向异性和居里温度是在二维范围内建立长程铁磁序所必需的，到目前为止尚未得到全面了解；而铁电材料驱动其磁相变也为自旋电子学器件开辟了新的发展道路。

我们基于第一性原理方法研究了ML-CGT的动态稳定性和热稳定性，ML-CGT更倾向于自旋极化状态，且基态为铁磁半导体态。结合二阶扰动理论模型和轨道分辨的磁各向异性分析，揭示了ML-CGT的磁晶各向异性能起源。在ML-CGT中，来自磁性Cr原子的磁偶极各向异性能比磁晶各向异性能大，导致了ML-CGT的面内磁各向异性。特别是，CGT/Sc2CO2异质结中，通过铁电极化方向转变，CGT可实现面内到面外的自旋重取向，以及半导体到半金属转变；其居里温度可达92.4 K。二维CGT/Sc2CO2异质结极大地拓展了多铁性结构，为新型铁电器件设计提供新的材料平台。

该工作发表在一区SCI期刊《Nanoscale》上，泰山学者特聘专家张昌文教授为通讯作者。本文获得泰山学者工程（ts20190939），国家自然科学基金（52173283）和济南市“新高校20条”创新团队计划（2021GXRC043）的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1039/D1NR05821E