磁性扭转双层体系中涌现的奇异手性依赖介电性
材料科学
2019-12-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
扭转范德瓦耳斯双层体系为研究固体中的电子关联提供了理想平台。尤为引人关注的是 30 度扭转双层蜂窝晶格体系，其具有非公度莫尔图样，且由于相位相干性的缺失，可能出现不寻常的电子行为。此类体系对进一步扭转极为敏感，并将发生许多引人入胜的现象。本工作中，我们表明由于扭转引起的层间耦合空间不均匀性，在磁性过渡金属硫族化物（TMD）双层中涌现出一个 U(1) 规范场。有趣的是，对于接近 30 度的进一步扭转，所诱导的规范场可形成手性依赖的实空间斯格明子图样，或称磁荷。此外，该扭转还通过实空间贝里曲率的非零通量诱导了双层体系的拓扑依赖电子极化。进一步分析证明，反铁磁耦合的扭转双层体系实际上也是反铁电的！当施加外电场打破层间势平衡时，将涌现新颖的磁电耦合与奇异的手性依赖介电性。这些发现不仅丰富了我们对莫尔体系的理解，也为面向电子、光学乃至储能器件的功能性二维材料设计开辟了一条诱人途径。
引用
@article{arxiv.1912.08439,
title = {Emergent exotic chirality dependent dielectricity in magnetic twisted bilayer system},
author = {Yu-Hao Shen and Wen-Yi Tong and He Hu and Jun-Ding Zheng and Chun-Gang Duan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.08439},
year = {2019}
}