高居里温度、高自旋极化的二维磁性材料是制备超薄自旋电子器件的关键基础，寻找这类材料成为该领域面临的重大科学挑战。

　　近日，该科研团队通过第一性原理计算结合随机森林算法，发现二维磁性Cr基MXene材料(Cr2COx)具有较高的自旋极化率和居里温度，具备应用于超薄自旋电子器件的潜力，并有望在室温下实现性能稳定。相关研究成果已发表在国际顶级期刊《Advanced functional materials》上。

　　该材料的热容率随温度的变化规则，材料的电子态密度，以及材料的原子排布规则

　　在研究中，团队通过第一性原理计算分析了200多种不同氧原子吸附构型的电子特征与磁性，并利用随机森林算法构建了该材料的机器学习模型，对其表面氧原子的吸附能、自旋交换作用能及居里温度的预测准确度超过90%。这有效证明了Cr2COx作为高自旋极化二维材料的潜力，并有望在室温下应用。研究还表明，该材料可以通过脱氟、脱氢等方法实现制备。

　　然而，要在实际应用中成功实现超薄自旋电子器件，如何高效且低成本地制备该材料仍然是一个挑战。此外，该材料在实际器件中的磁性表现尚未完全明确，需要进一步的研究和探索。当前，该团队已开发出高效的数据处理和第一性原理模拟技术，能够进行大规模的材料设计与理论预测。

　　谈及如何在科研条件相对有限的地方本科院校推动前沿科学研究，杨建辉教授表示，保持科研热情、勇于探索新技术、并与国内外顶尖科研团队积极合作是关键。值得一提的是，杨建辉教授去年在中国科学技术大学杨金龙院士的指导下，学习并掌握了机器学习方法，这对推动此次研究起到了重要作用。此外，该团队还利用第一性原理计算，协助中国人民大学程鹏课题组成功制备了新型二维磁性材料FePd2Te2(Journal of the American Chemical Society, 2024, 146, 21546)、DyOCl(Physical Review B 2021, 104, 214410)。