自旋量子态的精准操控是凝聚态物理的前沿研究方向，对自旋电子学器件的应用具有重要意义。近年来，基于d电子材料的二维范德瓦尔斯异质结1T/1H-TaSe₂为实现具有近藤晶格行为的人工重费米子系统开辟了新途径。在该异质结中，1T-TaSe₂层具有大卫星型的电荷密度波（Charge density wave, CDW），每个大卫星内存在一个局域自旋。当局域自旋与金属性的1H-TaSe₂中的巡游电子耦合时，在低温下则形成了相干近藤晶格。该材料的二维属性为利用外场（如栅压、应力或近场光）高效调控局域磁矩与巡游电子之间的近藤耦合提供了理想平台。

　　近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧院士、杨锴特聘研究员联合团队对二维人工重费米子系统1T/1H-TaSe₂异质结进行了研究，并发展出利用电压脉冲在纳米尺度对自旋量子态进行调控的新方法。他们利用分子束外延法在石墨表面构筑了1T/1H-TaSe₂二维异质结，并通过扫描探针施加局域电压脉冲调控其表面CDW的手性和排列。该调控手段可诱导出两种CDW畴界：构型一两侧具有不同手性CDW序列，构型二两侧具有相同手性CDW序列，但二者相差半个周期。其中，构型二畴界的可控产生和抹除，可以实现近藤效应的可逆开关。该研究进一步揭示了在构型二畴界处，由于相邻CDW超胞共享两个钽原子而发生莫特绝缘态到能带绝缘态的转变，从而导致局域自旋消失的微观机理。该工作提出了一种纳米尺度调控人工重费米子系统1T/1H-TaSe₂二维异质结中自旋量子态的新思路，对自旋电子学器件的构筑和应用具有重要意义。

　　相关成果以“Nanoscale Manipulation of the Local Kondo Effect in an Artificial Heavy-Fermion System”为题于2026年3月9日发表在期刊ACS Nano上，博士研究生余秋辰、范朋副研究员、郭辉副研究员以及北京工业大学的刘子媛副教授为文章共同第一作者，高鸿钧院士、杨锴特聘研究员、范朋副研究员以及国家纳米科学中心的张礼智研究员为共同通讯作者。本工作受到国家自然科学基金项目、科技部重点研发计划和中国科学院的资助。

　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c18660

图 在纳米尺度通过扫描探针施加电压脉冲调控电荷密度波和局域近藤效应