2D四方形次磁性材料中的谷 valley 极化

由交替晶体环境导致的次磁性提供了实现新型谷极化的独特机会。本文提出了一种通过调节磁化方向来实现2D四方形次磁性中谷极化的方法。当磁化方向打破$C_{4z}$晶格旋转对称性时，特别是在常规的平面$x$或$y$方向上，谷极化伴随自旋极化而出现。当磁化方向在$x$和$y$方向之间切换时，谷极化和自旋极化将被反转。这与广泛研究的在平面外六方形磁性材料中发生的谷极化（发生在-K/K点）不同。跟随第一性质计算，本文在一种2D Janus四方形次磁性$\mathrm{Fe_2MoS_2Se_2}$单层中验证了该方案，虽然其谷能级分裂仅为1.6 meV，但为清晰展示方案的可行性，使用一种不现实的材料$\mathrm{Ru_2MoS_2Se_2}$来表明其可达90 meV的较大谷能级分裂。事实上，本文的方案可 readily 扩展至2D四方形铁磁(FM)材料，例如FM $\mathrm{Fe_2I_2}$单层。我们的发现丰富了谷物理，为新型谷材料提供了可能性。