耦合结构有序性在 SrTiO$_3$ 中产生的多模态拓扑纹理
材料科学
2025-10-10 v1
摘要
最近，磁性自旋拓扑纹理在电气对应物中找到了其电气等价物，这些等价物源自非均匀极化原子变形的凝聚。本文进一步将这一概念扩展到其他非极化原子自由度。以 SrTiO 为典型案例，我们通过第一性原理原子尺度模拟，研究其氧六角形天然反极化旋转相关的平衡域结构和拓扑纹理。除了常见的 90°反极化域墙（双斜面），我们在施加压缩等应变时，识别出新的 metastable 180°域墙，其取向沿 {100}_pc 方向。这些域表现出复杂的反极化 Bloch- 和 N\'eel 类似配置，其中后者最为可取。我们还稳定化了反极化涡旋和反涡旋结构，这些结构伴随局部应变场的复杂图案以及局部化的极化涡旋，导致呈三模态拓扑结构。我们的结果将拓扑有序概念扩展到非极化结构自由度，突出了晶格介导的耦合在钙钛矿氧化物中稳定复杂纹理方面的作用。
引用
@article{arxiv.2510.08186,
title = {Multimodal Topological Textures Arising from Coupled Structural Orders in SrTiO$_3$},
author = {Fernando Gómez-Ortiz and Louis Bastogne and Philippe Ghosez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.08186},
year = {2025}
}