能谷是一种新的自由度, 指的是晶体中电子能量在动量空间中的极值。在一些半导体材料能带中, 会出现几个能量简并但不等价的能谷。谷自由度可用于编码、存储和传输信息。在基础研究和实际应用中，探索具有可调谐谷霍尔效应的二维材料具有重要的理论和实践意义。

基于密度泛函理论和紧束缚模型方法，设计了一种新型Janus单层VCGeN₄，通过声子谱、分子动力学模拟、弹性常数、结合能和聚合能的计算，证明了体系的稳定性。当易磁轴沿面外时，由于空间反演对称性和时间反演对称性的破缺，VCGeN₄中出现了自发的谷极化。此外，在双轴应变的驱动下，观察到谷非平衡量子反常霍尔效应能够在两个半谷金属态之间出现。当磁轴方向沿-Z方向时，由于自旋的翻转，使得边缘态的位置从一个谷改变到另一个谷，表现出一种称为手性自旋谷锁定的有趣现象。我们的工作为研究自旋、谷和拓扑性质提供了一个优良的的材料候选者。

该工作发表在SCI期刊《Nanoscale》上，第一作者为2021级博士研究生贾康，通讯作者为泰山学者特聘专家张昌文教授。此项工作获得泰山学者工程（ts20190939），国家自然科学基金（52173283），以及济南市科技局“新高校20条”创新团队计划（2021GXRC043）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D3NR05643K