层状NbOX$_2$晶体中的涌现手性与手性选择性

晶体固体中手性的自发涌现对电子、光学和拓扑性质具有深远影响，使得控制手性相的挑战始终是材料设计的核心问题。本文我们研究了一新型层状化合物$\mathrm{NbOX_2}$的结构和电子性质，并探讨其各向同性$Immm$相与手性$C2$相之间的联系。通过第一性原理计算，我们识别出一种中间各向同性$C2/m$相，将高对称相和低对称相在三维序参空间中连接起来。通过分析Born-Oppenheimer能量曲面，我们发现$C2/m$相的浅能量最小值表明其可能通过外部因素（如压力，本文所示）或离子量子或热力学波动以及由此导致的晶格无谐性来稳定。此外，我们展示了外部电场通过破坏必要的对称性来偏向系统趋向于特定手性，方法是通过提升两种手性构型之间能量的退 degeneracy。结合C2相中构型之间小能垒，使手性控制成为可能，并允许我们提出一种机制，通过利用电场和压力或温度相关的无谐效应来实现手性选择性稳定。我们的发现建立了理解层状材料中手性涌现的框架，并为设计具有可调手性人口的系统提供了途径。