人工磁电材料中新兴的轴子探测

轴子被认为是暗物质的关键组成部分，具有与费米子极弱的耦合以及与规范场的 Chern-Simons 耦合。我们提出了一种基于具有线性轴子耦合的磁电材料的新型探测机制，磁化与铁电极化之间存在线性轴子耦合。本文关注应变梯度的 Sr2IrO4 薄膜，其中空间反演对称性的破缺导致液相相的出现以及垂直磁矩，表现出屈曲磁电效应。在该材料中，线性 P||M 使得外部轴子场与本征轴子类场之间实现直接耦合，从而放大由轴子诱导的微弱电磁信号，为轴子探测铺平了道路。与传统探测技术相比，这一机制有望增强轴子-电子和轴子-光子耦合的灵敏度，为轴子探测提供了新的平台，推动了通过磁电效应研究暗物质。