如果从2002年本科毕业算起，许晓栋专注量子材料的研究，已经整整二十年。

1997年，考入中国科学技术大学。

2002年，获得中国科学技术大学本科生最佳优秀论文奖。

2008年，在密歇根大学获得博士学位，师从国际著名量子光学科学家Duncan Steel教授。

在攻读学位期间，许晓栋就展现出优异的科研功底，在导师指导下，以第一作者在Science和Nature连续发表2篇研究论文，被数十家国际学术媒体报道。

博士毕业后，许晓栋来到康奈尔大学纳米系统中心从事博士后研究，随后执教华盛顿大学。2020年，许晓栋当选美国物理学会会士。

现在，许晓栋是华盛顿大学Boeing冠名杰出教授，长期致力于基于低维量子材料的新型器件物理的研究。

2021年11月17日，许晓栋教授以通讯作者在Nature发表题为“Excitons and emergent quantum phenomena in stacked 2D semiconductors”的综述文章，对双层二维半导体材料量子物理领域近年来的关键进展，进行了全面回顾，并为未来发展指明了方向。

仅仅8天之后，许晓栋教授再次以通讯作者在Science发表题为“Direct visualization of magnetic domains and moiré magnetism intwisted 2D magnets”的研究论文，报道了他们在二维磁性材料研究领域的新突破。

魔角石墨烯的问世，为整个二维半导体材料的研究带来了全新的希望。在这项研究中，研究人员在小角扭曲的双层二维CrI₃材料中，发现了磁性纹理。基于单自旋量子磁力计，研究人员实现了对纳米级磁畴、周期性图案和莫尔磁性的直接可视化，并对磁畴尺寸和磁化强度进行了测量。

研究表明，在小角扭曲的双层二维CrI₃材料中，反铁磁和铁磁域同时存在，呈现出无序的空间图案。而在扭角三层二维CrI₃材料中，反铁磁和铁磁域则表现出良好和的周期性，与计算结果保持一致。

研究人员认为，这一现象主要来源于CrI₃莫尔超晶格中的层间相互作用导致，而这一相互作用依赖于局部堆叠行为。这项研究表明，莫尔超晶格为研究纳米磁性提供了绝佳的平台。

更值得一提的是，这篇研究论文的主角：二维磁性CrI₃（碘化铬），正是由许晓栋于2017年首次报道，并掀起了二维磁性材料研究的热潮。

2017年11月26日，华盛顿大学许晓栋课题组与麻省理工学院PabloJarillo-Herrero课题组利用物理剥离的方法，首次制备出具有本征磁性的单层二维CrI₃（碘化铬）。研究发现，单层CrI₃二维材料为伊辛铁磁体，具有面外自旋取向，居里温度为45K。（在同期Science中，香港大学张翔教授等人也在原子级二维Cr₂Ge₂Te₆材料中发现本征磁性）

https://www.nature.com/articles/nature22391

顺便提一句，和许晓栋教授团队合作完成这项工作的麻省理工学院Pablo Jarillo-Herrero教授，就是传说中曹原的导师。仅仅几个月之后的2018年，魔角石墨烯问世，那就是另外的故事啦。

2018年4月，许晓栋课题组和Pablo Jarillo-Herrero课题组继续合作，在Nature Nanotechnology报道了通过电调控二维CrI₃材料磁性的新方法。

2018年6月，许晓栋课题组和Pablo Jarillo-Herrero课题组在Science同期发表背靠背论文，各自独立在CrI₃二维磁体领域报道遂穿效应新成果。

许晓栋教授团队和香港大学姚望教授和卡内基梅隆大学肖笛教授等人合作，利用原子级厚度的二维磁性CrI₃材料进行信息编码，以大幅度提升信息存储密度、降低能量耗损。在４层的纳米器件中，实现了超过现有技术10倍的“隧穿磁阻效应”。该技术有望应用于研制新型存储器件，革新电子器件和计算技术。这项研究的意义在于，他们在二维异质结中实现了巨隧穿磁阻效应，引领巨隧穿磁阻效应从三维走向二维。Pablo Jarillo-Herrero教授课题组，也独立研究了原子级厚度的二维磁性CrI₃材料磁场调控中的隧穿效应。

2019年，复旦大学吴施伟课题组与华盛顿大学许晓栋课题组合作，在二维磁性双层CrI₃材料中观测到源于层间反铁磁结构的非互易二次谐波非线性光学响应，并揭示了三碘化铬中层间反铁磁耦合与范德瓦尔斯堆叠结构的关联。

此外，许晓栋教授在低维量子材料领域，还取得了许多突破，包括范德华二维异质结、石墨烯量子物理等领域，在此仅列出部分代表性成果，不再做详细介绍。

二维磁体

未来可期