近期，我院計算凝聚态物理課題組在單質拓撲鐵電理論研究方面取得新進展，相關結果“Elemental topological ferroelectrics and polar metals of few-layer materials” 發表在《Physical Review Research》(2024, 6, 023208)，張虎博士為第一作者和通訊作者。
化合物GeTe和BaTiO3等鐵電材料中的陰陽離子相對位移破壞了中心反演對稱性，産生鐵電性。單質中不存在陰陽離子的相對位移，因此一般認為不可能存在鐵電性。但是，2018年我們發現了不等價Wyckoff位置的占據可以形成單質鐵電材料（J. Phys.: Condens. Matter 30 (2018) 415504），首次提出了單質鐵電的概念。基于此，我們現在的工作将拓撲能帶性質引入到單質鐵電體系，發現雙層極性堆垛的Bi體系是一種潛在的單質拓撲鐵電材料，三層及以上的極性堆垛具有拓撲表面态的極性金屬。拓撲性質的發現表明單質鐵電可以存在更豐富的物理性質，開辟了單質拓撲鐵電研究新領域。拓撲性和鐵電性的耦合為設計單質鐵電材料器件的實際應用提供了新方向，作為結構最簡單的鐵電材料，單質鐵電的研究方興未艾。
以上工作得到了國家自然科學基金、河北省自然科學基金、BETVLCTOR伟德官方网站高層次人才引進經費、BETVLCTOR伟德官方网站科研創新團隊項目和BETVLCTOR伟德官方网站超算中心等的資助和支持。
文章鍊接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevResearch.6.023208
