题目、链接
摘要
本文通过利用对称性分析和低能 模型将层物理与多铁性材料相结合,提出了一种新的层霍尔效应机制。由于时间反演对称性破缺和能谷物理,一个能谷上的布洛赫电子将受到较大的贝里曲率作用。这与空间反演对称性破缺相结合,会产生层极化贝里曲率,并且能够迫使电子在给定层的一个方向上发生偏转,从而产生层霍尔效应。作者证明了由此产生的层霍尔效应是可通过铁电手段控制且可逆的。通过第一性原理计算,发现在双层 Co₂CF₂多铁性材料中验证了这一机制以及所预测的现象。
主要内容
结构、堆叠
单层具有铁磁和铁电性。 在所有的堆叠中,双层具有A-AFM (层间反铁磁),且为铁电,而非反铁电态的基态。 AC\AB' 为 中的稳定堆叠; AB\AC' 为 中的稳定堆叠。
能带结构
对比上面两个堆叠,电极化翻转、谷极化也翻转。 abc 中,谷底来自于自旋朝下。 def 中,谷底来自于自旋朝上。
谷霍尔效应
谷等效于磁场,可以偏转电子,针对谷底,两个态来自不同的自旋,所以在贝里曲率产生的等效磁场下,会朝着不同的方向偏转。