中文

Janus单层MnBi2Se2Te2中电场诱导的多空间拓扑相变

材料科学 2026-07-06 v1
作者: Kefan Zhang , Jian Wu , Weiyi Pan
在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗

摘要

在单一材料中操控共存的多空间拓扑态是低功耗自旋电子学应用的一个关键前沿，其中垂直电场门控提供了一种高度精确的调控机制。利用第一性原理计算和原子级自旋模拟，我们证明了Janus单层MnBi2Se2Te2在外部电场下可以同时表现出动量空间和实空间拓扑相变。具体来说，电场驱动动量空间在拓扑平凡态(C = 0)、低陈数量子反常霍尔态(C = -1)和高陈数态(C = 2)之间转变。同时，通过主动调控Dzyaloshinskii-Moriya相互作用与磁各向异性之间的竞争，电场诱导实空间磁性从均匀铁磁态转变为孤立斯格明子态，并最终转变为斯格明子-螺旋畴共存相。电场诱导的QAHE和磁织构的变化可能产生多种拓扑相变，涉及不同的拓扑区域：纯k空间拓扑、RK-联合斯格明子和纯实空间斯格明子。这些发现为协同控制共存的拓扑序建立了一个强大的材料平台和有效途径，使其在下一代多功能自旋电子器件中具有广阔前景。

关键词

拓扑相变 Janus单层 MnBi2Se2Te2 电场门控 量子反常霍尔效应 斯格明子 第一性原理计算

引用

@article{arxiv.2607.05631,
  title  = {Electric Field Induced Multi-Space Topological Phase Transitions in Janus Monolayer MnBi2Se2Te2},
  author = {Kefan Zhang and Jian Wu and Weiyi Pan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.05631},
  year   = {2026}
}