双层天线子晶体中的电荷有序与自发拓扑霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2025-08-11 v2 强关联电子
摘要
具有零净天线子电荷和零拓扑霍尔响应的磁性天线子晶体是可以在中心对称系统中在零磁场下出现的有趣候选相。我们研究了一个最小化的双层天线子晶体模型，假设两层具有相反的手性和拓扑电荷，并证明其可拥有近似均匀的Berry曲率和量子度量的准平坦电子能带。利用Hartree-Fock理论，我们表明弱到中等的短程电子相互作用会导致两种不同的对称性破坏模式，取决于能带色散：一种是来自Chern能带混合的单元内电荷密度调制，另一种是具有非零铁电极化的层不平衡相。两种相都破坏了中心对称性，导致自发且较大的净拓扑霍尔效应，其相图可通过外部电场调节。我们的结果可能与GdB2PdSi3和Gd3Ru4Al12等中心对称天线子材料以及人工制造的异结构有关。我们还讨论了其与扭转过渡金属二硫化物双层板的最新工作的关系。
引用
@article{arxiv.2409.04520,
title = {Charge ordering and spontaneous topological Hall effect in bilayer skyrmion crystals},
author = {Andrew Hardy and Anjishnu Bose and Tanmay Grover and Arun Paramekanti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.04520},
year = {2025}
}