深度学习哈密顿量揭示 SrTiO3 莫尔双层中的扭转可调平带和非线性光电流

莫尔物理扩展到复杂氧化物为操纵电子态提供了新途径，但巨大的氧化物莫尔超胞使得系统的第一性原理计算要求很高。在这里，我们将密度泛函理论与 E(3) 等变深度学习哈密顿量框架 DeepH-E3 相结合，研究扭转双层 SrTiO3 的扭转角相关电子结构和光学响应。该模型在具有不同层间滑动构型的未扭转双层上训练，然后应用于扭转角从 8.80 度到 53.13 度的可公度扭转双层。与未扭转双层相比，减小扭转角系统地使价带变平，并在所研究的最小角度下导致近乎无色的能带。基于预测的哈密顿量，我们评估了介电响应、二次谐波产生（SHG）、位移电流和自旋霍尔电导率。介电响应和自旋霍尔电导率保持接近未扭转双层的值，而非线性光学响应受扭转影响更大。相对于微弱的未扭转响应，SHG 显著增强，并且在响应计算范围（53.13 度-22.62 度）内，位移电流显示出清晰的扭转角依赖性。这些结果表明，扭转工程可以控制氧化物莫尔系统中的电子和光电响应。