通过异常霍尔效应解释和优化量子材料中的谷压电机制
摘要：量子材料具有有吸引力的电机械响应能力，但其压电系数远未令人满意，因为缺乏从量子效应中获益的基本机制。我们发现了传统压电理论中缺失的谷压电机制，该机制有望克服这一挑战。通过伪电场驱动的谷霍尔效应，我们提出了一个理论模型来阐明谷压电性质，这在时间反演对称性破坏的量子系统中可能具有显著作用。一致的紧束缚和密度泛函理论（DFT）计算验证了该模型，并揭示了谷压电性质对谷分裂、杂化能、带隙和泊松比的关键依赖性。我们提出了掺杂、钝化和外部应力作为优化压电性质的合理策略，通过DFT模拟展示了压电性能增加了超过130％。一般的谷压电模型弥合了电机械响应和量子效应之间的差距，为通过优化自旋谷和自旋轨道耦合在量子材料中实现出色的压电性提供了机会。
作者：Yilimiranmu Rouzhahong, Chao Liang, Chong Li, Biao Wang, and Huashan Li
论文ID：2201.11355
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2022-01-28