近日，我院新兴磁电材料研究团队在二维二阶拓扑绝缘体研究中取得进展，相关研究成果以《Layer-polarized corner states in two-dimensional bilayer second-order topological insulators induced by electric field》为题，发表于物理学领域权威期刊《Physical Review B》。我院的博士生李树宗为第一作者，我院张卫兵教授为通讯作者。长沙理工大学为第一单位。

具有角态的二维二阶拓扑绝缘体（SOTIs）最近引起了人们的极大兴趣。角态加上额外的自由度极大地扩展了它们的实际应用潜力。然而，对具有层极化角态的二维SOTIs的研究仍然有限，可用的候选材料仅限于少数非磁性或铁磁（FM）多原子单层结构。因此，设计具有层极化角态的二维SOTIs并研究角态与自旋等其它自由度的耦合至关重要。

该研究团队提出在AA堆叠双层二维SOTIs中，垂直电场可以诱导层极化角态。结果表明，非层极化与层极化角态之间的转变取决于层间交换对称性，这可以通过垂直电场来控制。这一发现在两种类型的SOTIs中得到了进一步的验证：双层修饰的Kane-Mele模型和C_n对称SOTIs。与双层修饰的Kane-Mele模型相比，磁性C_n对称SOTIs被预测会表现出角态，这些角态不仅是层极化的，而且是额外自旋极化的，并在1T-NiCl₂验证。这些结果表明，电场调控层极化角态可以在各种双层SOTIs和层间磁构型中实现，为设计二维SOTIs中的层极化角态提供了一种策略，以增强它们在拓扑电子器件中的潜在应用。

文章链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.111.195403

   

图1 双层修饰的Kane-Mele模型的半无限平面和纳米片性质

                           

图2 1T-NiCl₂的晶体结构、态密度、磁基态和声子谱

（ 图文/李树宗 一审/张卫兵 二审/刘斯 三审/张国强）