通过反常霍尔效应解释和优化量子材料压电性的谷压电机理
计算物理
2022-01-28 v1
摘要
量子材料已展现出引人注目的机电响应，但由于缺乏利用量子效应的基本机理，其压电系数远不能令人满意。我们发现了传统压电理论中缺失却有望克服该挑战的谷压电机理。我们建立了理论模型，将谷压电性阐释为赝电场驱动的谷霍尔效应，这在破缺时间反演对称的量子系统中可以很显著。一致的紧束缚与密度泛函理论（DFT）计算验证了该模型，并揭示了谷压电性对谷分裂、杂化能、带隙和泊松比的强烈依赖。掺杂、钝化和外应力被提出作为优化压电性的合理策略，DFT 模拟显示了压电性提升超过 130%。通用谷压电模型弥合了机电响应与量子效应之间的鸿沟，为通过优化自旋-谷和自旋-轨道耦合在量子材料中实现卓越压电性开辟了机遇。
引用
@article{arxiv.2201.11355,
title = {Valley Piezoelectric Mechanism for Interpreting and Optimizing Piezoelectricity in Quantum Materials via Anomalous Hall Effect},
author = {Yilimiranmu Rouzhahong and Chao Liang and Chong Li and Biao Wang and Huashan Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.11355},
year = {2022}
}