单层的MoS2、MoTe2和WSe2等过渡金属硫属化合物是直接带隙半导体材料[1],近几年在基础研究和应用领域都引起了广泛的兴趣。我们发现单层过渡金属硫属化合物由于空间反演对称性破缺其布里渊区的K和K’能谷附近发生巨自旋劈裂,且两点处自旋劈裂的方向相反[2]。该类材料中耦合的自旋与能谷特性在自旋电子学和能谷电子学中都有潜在应用价值[3]。由于该类材料为三明治结构,中间一层为Mo或W原子,Mo或W原子容易被其他过渡金属元素取代。通过第一性原理计算,我们证明Mn元素的替代掺杂可以实现基于MoS2的二维稀磁半导体[4]。进一步考虑材料中的自旋轨道耦合效应,我们发现该二维稀磁半导体具有能谷极化特性[5]。虽然自旋或能谷极化可以通过磁性掺杂来实现,但电子在传输过程中要受到杂质态的散射。为了避免杂质态散射的影响,我们研究了MoTe2吸附于磁性半导体EuO这一系统,发现由于磁性近邻效应这一体系同样具有能谷极化的特点[6]。