带手性偶子螺旋及其与电应变场的手性耦合

具有手性到非手性相变且手性可切换的费米手性材料具有独特的应用潜力，使其能够控制圆偏振晶格振动（手性声子）的角动量以及手性相关的电子现象。然而，此类材料极其罕见，常伴随其他类型的费米序，可能干扰费米手性响应。本文展示了两种四方形钨基材料 K4Bi2Nb10O30 和 Rb4Bi2Nb10O30 的费米手性行为。利用高分辨率 X 射线粉末衍射结合透射电子显微镜，我们解决了不可调谐且手性的结构。温度依赖性 X 射线粉末衍射显示，两种材料均发生从 P4/mbm 向 P4212(00{\gamma})q00 的非手性到手性相变。手性源于 Bi3+ 原子在 c 方向垂直面上的协同螺旋位移，代表了主要序参量。作为费米手性序的次要效应，观察到各向异性的 piezoelectric 响应，这与所研究材料的多晶体性质相符。通过不变性分析，提出外部电应变场与 piezoelectric 耦合可作为切换手性的共轱场，确立四方形钨基材料作为新兴费米手性领域的多功能实验平台。