在旋转CrI$_3$双层膜上创建三维本征电偶极

二维（2D）材料正被探索作为一种新型多铁平台。最受关注的磁电多铁二维材料之一是反铁磁耦合（AFM）的CrI$_3$双层膜。忽略磁性时，这些双层膜具有晶体反演中心，该中心仅由其两个组成单层间的反平行自旋构型消除。这些双层膜上产生的本征电偶极矩大小不超过0.04 pC/m，方向垂直于平面，且当——类伊辛的——铬自旋翻转时（朝向相对层{\em versus} 远离相对层）其方向反转。反铁磁性与弱本征电偶极的共同存在使该材料成为一种二维磁电多铁材料。在此，我们通过将其组成单层相对旋转$60^{\circ}$来消除双层膜的晶体反演中心。此过程将垂直于平面的本征电偶极相较于非旋转AFM双层膜中的大小增强了十倍，并还创造了一个更强且可切换的平面内本征电偶极。创建三维电偶极的能力十分重要，因为它增强了这一实验上可实现的二维材料上的磁电耦合，本文也对其进行了显式计算。