亚单胞层氧化物薄膜中的反演对称性调控

反演对称性破缺是凝聚态科学中的一个普遍概念。一方面，它是许多具有技术相关效应（如压电性、光伏和非线性光学性质以及自旋输运现象）的先决条件。另一方面，它可决定量子材料中诸如电子拓扑之类的抽象性质。因此，创造可通过设计开启或关闭反演对称性的材料，可能是控制宇称相关现象与功能的终极途径。在此，我们通过亚单胞生长控制来调控超薄外延氧化物薄膜的对称性。我们在层状六方锰酸盐 h-RMnO$_3$（R = Y、Er、Tb）中可逆地激活与停用反演对称性。奇数个半单胞层通过其 MnO$_5$ 双锥的排列表现出反演对称性破缺，而偶数个此类半单胞层则呈现中心对称结构。在此，我们通过光学二次谐波产生原位追踪生长来控制所得对称性。我们进一步证明，我们的对称性调控独立于 R 的选择，甚至在以二维生长模式混合不同 R 组分的异结构中亦有效。因此，原子级对称性调控为氧化物电子外延薄膜中对称性支配功能的可控激活与停用提供了新平台。