电子晶体中极性序的电学操控

当原子或离子之间的相互作用足够强时，它们通常会周期性地排列，形成晶体。原子或离子的排列模式可以编码信息，这一概念催生了铁电存储器等器件。人们发现，不仅原子或离子，凝聚态物质中的电子在库仑相互作用足够强时也能结晶。典型的例子是固体中的电荷有序态，其中离子的不同价态或不同电子数自发地在晶格上形成空间图案。在这种电子晶体中，信息有望被编码到电子有序图案中。在这里，我们演示了顺磁半导体LuFe$_2$O$_4$中电荷有序方向的电学操控和读出。通过在室温下施加电流脉冲，我们观察到LuFe$_2$O$_4$的非互易电阻率随着符号反转而被调制，这种调制在电荷有序温度以上消失。结合受电荷有序影响的带间Berry曲率的数值计算与实验结果一致。通过应用观察到的现象，我们还演示了电荷有序LuFe$_2$O$_4$中的非互易电阻存储器操作。这一结果为实现电荷有序电子学打开了大门。