扭转双层 MnPSe$_3$中的八极性涡旋晶体与扭转矩

检测二维材料中的反磁性有序结构是一个具有挑战性的任务，由于缺乏净偶极矩。通过现有技术识别多域反磁性纹理更为困难。为此，我们研究了扭转双层 MnPSe$_3$中更高阶偶极矩。虽然单层MnPSe$_3$表现出平面内 N\'eel 反磁性有序结构，但我们的原子分辨模拟表明，毛米结构(superlattices)显示出每个层面的两种域相。我们指出，在该多域相中，域界处的八极性矩$M_{33}^+$和$M_{33}^-$具有显著意义。此外，当$[M_{33}^+,M_{33}^-]$分别由向量的$x$和$y$分量表示，这些八极性矩的叠加模式沿反磁性域环绕形成涡旋晶体，从而导致八极性扭转矩$T_{xyz}$和$T_{z}^{\beta}$。$T_{xyz}$和$T_{z}^{\beta}$可引起磁电效应和旋光双折射效应，从而可能提供间接检测多域反磁性有序结构的途径。我们的结果凸显了更高阶偶极矩在识别毛米磁体中复杂自旋纹理中的重要性。