涌现晶体的热力学与弹性

原子及其电荷/自旋/轨道的周期性场图案在晶体中涌现，形成称为涌现晶体（ECs）的新物质态。近年来，它们在多种系统中被观测到，例如螺旋磁体中的斯格明子晶体，以及二维材料中的周期性波纹。ECs从根本上改变了其下衬材料的性质，并且在受到各种有效场作用时是可形变的。应用中的一个主要挑战首先是预测在感兴趣系统中会出现何种EC，以及如何量化其在有效场作用下的“弹性”。在此我们建立可形变ECs的热力学理论框架，并由此导出其在主要外场作用下的线性本构方程。我们对由Dzyaloshinskii-Moriya相互作用诱导的螺旋磁体中可能出现的ECs进行了系统研究，并分析了它们在偏置磁场作用下的弹性。我们在本工作中构建了涌现弹性学的基础，这是一个研究有效场下可形变涌现晶体的新分支。