近期，我院計算凝聚態(tài)物理課題組在單質(zhì)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(fā)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(zhì)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(fā)現(xiàn)了不等價Wyckoff位置的占據(jù)可以形成單質(zhì)鐵電材料（J. Phys.: Condens. Matter 30 (2018) 415504），首次提出了單質(zhì)鐵電的概念?；诖耍覀儸F(xiàn)在的工作將拓撲能帶性質(zhì)引入到單質(zhì)鐵電體系，發(fā)現(xiàn)雙層極性堆垛的Bi體系是一種潛在的單質(zhì)拓撲鐵電材料，三層及以上的極性堆垛具有拓撲表面態(tài)的極性金屬。拓撲性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)表明單質(zhì)鐵電可以存在更豐富的物理性質(zhì)，開辟了單質(zhì)拓撲鐵電研究新領域。拓撲性和鐵電性的耦合為設計單質(zhì)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(zhì)鐵電的研究方興未艾。

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文章鍊接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevResearch.6.023208