1T 过渡金属硫化物中的量子环

环形构型及其量子叠加描述了众多有趣的多粒子态。我们提议它们也描述了一类过渡金属硫化物的键合方式。我们针对单层具有 1T 结构和 d$^2$ 价电子配置的材料（形式为 MX$_2$（M = Mo、W，X=S、Se、Te）以及 AM$'$Y$_2$（A = Li、Na；M$' = V、Nb，Y = O、S、Se））构建了有效的量子环模型。其 t$_{2g}$轨道在相邻原子之间呈强方向性重叠，倾向于形成价键。一个过渡金属原子形成两个价键，分别与其相邻原子相连。当这些键相互连接时，形成覆盖三角晶格的环形结构。我们构建了一个类似 Rokhsar-Kivelson 形式的最小模型，包含切断与重连相邻环的共振过程。所得动力学比传统量子二面体模型更受约束，源于轨道结构产生的“弯曲”约束。在 resulting 相图中，我们发现类似材料中观察到的失真相（如 1T$'$相与三聚相）的相似性。作为可检验的预测，我们提议单个 d$^1$或 d$^3$杂质会终止环的延续，导致形成长程纹理。例如，LiVO$_2$ 中的 Ti/Cr 缺陷会产生一或多个从杂质处向外辐射的界面墙。我们讨论了这些材料中可能出现的环液相。