偏向手性声子材料目录
材料科学
2026-04-29 v1 强关联电子
超导电性
摘要
具备固有角动量的圆偏振晶格振动(即手性声子)为控制热流、通过自旋-声子耦合操控量子态以及实现特殊传输现象提供了前所未有的机会。尽管其根本意义已备受关注,但针对这些难以捕捉的激发态进行统一、系统辨识与分类的框架仍未实现。本文通过建立一套基于对称性的完整理论,系统分类了230种晶体学空间群中声子磁化在热力学传输中的 helicity 及速度-角动量张量。我们的ethods基于声子角动量的基本表示,揭示了三类晶体:即无角动量的各向同性晶体、具s波 helicity 的手性晶体以及呈现s波之外更高阶 helicity 图案的各向同性晶体。通过对11614种晶体化合物进行高通量计算与对称性分析,我们识别出2738种 exhibiting 手性声子模式的材料,并精选出最具潜力的170种材料供未来实验检验。这些结果已编译至开放式「手性声子材料数据库」网站,实现对具备所需手性声子性质的材料进行快速筛选。我们的理论框架超越了声子——它为从磁性子到电子准粒子在晶体晶格中的手性激发态提供了通用分类范式。
引用
@article{arxiv.2506.13721,
title = {Catalogue of chiral phonon materials},
author = {Yue Yang and Zhenyu Xiao and Yu Mao and Zhanghuan Li and Zhenyang Wang and Tianqi Deng and Yanhao Tang and Zhi-Da Song and Yuan Li and Huiqiu Yuan and Ming Shi and Yuanfeng Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.13721},
year = {2026}
}
备注
163 pages, 4+173 figures. The Chiral Phonon Materials Database can be accessed at https://materialsfingerprint.com