自二维MoSi₂N₄成功制备以来，围绕该体系材料已经开展了广泛的研究，但大多数工作集中在其多功能的物理特性上。近日，南京航空航天大学易敏教授团队通过多尺度模拟深入探索了单层VA₂Z₄ (A=Si, Ge; Z=N, P, As)家族的磁性、电子、机械和磁热特性，发现单层VSi₂N₄半导体具有高机械强度，并表现出室温磁热效应。

       本工作通过非线弹性响应揭示了VSi2N4的强力学特性，单层VSi2N4表现出相当大的平面杨氏模量 (E2D~350 N/m) 和40.8 N/m的高断裂强度，可与石墨烯媲美。此外，单层VSi2N4表现出室温磁热效应，制冷温度范围宽达20 K。通过施加双轴应变能够显著提高80.9%的最大磁熵变和197.3%的最大绝热温变。单层VSi2N4在室温下的磁热效应和宽广的工作温度范围，使其成为磁制冷应用中的有力候选材料。

       该研究以“Mechanically strong and room-temperature magnetocaloric monolayer VSi2N4 semiconductor”为题，发表在应用物理领域权威期刊Applied Physics Letters（https://doi.org/10.1063/5.0208546）。龚琦花博士为该论文通讯作者，博士研究生何薇薇为该论文第一作者。这项研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、国家青年人才计划、南京航空航天大学博士生跨学科创新基金等项目资助。