铁电性手性驱动的可调方向性和自旋可反转的二维 MOF 基磁性二阶拓扑绝缘体的角州态
材料科学
2025-02-28 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
尽管在预测二维磁性二阶拓扑绝缘体 (SOTI) 方面取得了快速进展，但有效操控其自旋极化角州态的策略仍然 largely 未被探索。铁电性、手性、磁性与拓扑性之间的相互作用为控制这些角州态提供了未被充分利用的机会。本文提出了一种新方法，通过在具有固有结构柔性的二维金属有机框架 (MOF) 中诱导铁电性手性来调节二维磁性 SOTI 的自旋极化角州态。通过对称性分析，我们战略性地将 2D MOF Cr(pyz)2 中的吡啶 (pyz) 配体替换为 2-吡啶酚 (2-pyzol) 配体，导致一种新的二维磁性 SOTI、Cr(2-pyzol)2 的出现，该结构促进了在两个自旋通道中受铁电性手性控制的自旋极化角州态。通过第一性原理计算，我们证明 Cr(2-pyzol)2 属于铁电性手性系统，其角州态可在实际空间中发生方向性调节，并在铁电性手性切换时发生自旋反转。我们的工作代表了首次同时操控实际空间和自旋空间中角州态的尝试，为将铁电性手性集成到二维 MOF 基磁性 SOTI 中提供了新策略。
引用
@article{arxiv.2502.19738,
title = {Ferroelectric Chirality-Driven Direction-Tunable and Spin-Invertible Corner States in 2D MOF-Based Magnetic Second-Order Topological Insulators},
author = {Jialin Gong and Wei Sun and Yang Wu and Zhenzhou Guo and Shifeng Qian and Xiaotian Wang and Gang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.19738},
year = {2025}
}