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旋转唯一绝缘体中的交织极化、手性与涡旋铁磁序

材料科学 2026-04-15 v1

摘要

交织序指的是在相关电子系统中共存且相互依赖的强耦合序。其中,极化、手性和涡旋铁磁序在理论上已知可形成一套封闭的交织序。然而,关于它们相互耦合及其物理后果的实验探索始终未果。本文我们以极化-手性绝缘体 Ni3_3TeO6_6 为平台,运用多模态光学方法直接探测并揭示了极化、手性与涡旋铁磁序之间的交织关系。我们展示了这种耦合如何决定域的形成并决定域壁的性质。在域内,我们确认了空间反演对称性作为连接两种极化和手性相反域状态的运算,并指出具有共同涡旋态的涡旋铁磁序是这些交叉配置的前提条件。在域壁处,我们观察到平面极化增强伴随手性抑制。我们在已有的涡旋铁磁背景框架下运用 Ginzburg-Landau 理论,揭示了混合 Néel 型和 Bloch 型域壁的出现。我们的发现凸显了交织序在决定域及域壁特征方面的关键作用,并为通过交织序参数实现域开关和域壁控制开辟了路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.08650,
  title  = {Intertwined polar, chiral, and ferro-rotational orders in a rotation-only insulator},
  author = {Weizhe Zhang and June Ho Yeo and Xiaoyu Guo and Tony Chiang and Nishkarsh Agarwal and John T. Heron and Kai Sun and Junjie Yang and Sang-Wook Cheong and Youngjun Ahn and Liuyan Zhao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.08650},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 4 figures