Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2411.03664v1

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 材料科学

arXiv:2411.03664v1 (cond-mat)
[提交于 2024年11月6日 ]

标题: 手性电荷密度波的预测性第一性原理框架

标题: A Predictive First-Principles Framework of Chiral Charge Density Waves

Authors:Sen Shao, Wei-Chi Chiu, Md Shafayat Hossain, Tao Hou, Naizhou Wang, Ilya Belopolski, Yilin Zhao, Jinyang Ni, Qi Zhang, Yongkai Li, Jinjin Liu, Mohammad Yahyavi, Yuanjun Jin, Qiange Feng, Peiyuan Cui, Cheng-Long Zhang, Yugui Yao, Zhiwei Wang, Jia-Xin Yin, Su-Yang Xu, Qiong Ma, Wei-bo Gao, Arun Bansil, M. Zahid Hasan, Guoqing Chang
摘要: 实现和调节手性在物理学、化学和材料科学中是基础性的。手性电荷密度波(CDW),其中手性来源于关联的电荷序,由于其奇特的输运和光学性质而受到广泛关注。然而,缺乏一个预测手性CDW材料的通用框架,主要是因为其基本机制仍不明确。在此,我们通过开发第一个全面的预测框架来解决这一挑战,系统地通过第一性原理计算识别手性CDW材料。关键在于之前被忽视的层间CDW Q矢量的相位差,这与不同层之间的相反集体原子位移有关。这种相位差导致Q矢量的螺旋排列,最终在实空间中产生手性结构。我们通过将该框架应用于kagome晶格AV$_{3}$Sb$_{5}$ (A = K, Rb, Cs),成功预测了出现的结构手性。为了展示我们方法的普遍性,我们将它扩展到预测三角晶格NbSe$_{2}$中的手性CDW。除了材料预测外,我们的理论揭示了手性CDW材料中一种普遍且前所未有的霍尔效应,这种效应在没有外部磁场或固有磁化的情况下发生。我们在CsV$_{3}$Sb$_{5}$上的实验验证了这一预测,观察到一个独特的特征,即当输入电流反转时,霍尔电导率的符号会发生反转,这是一种不同于已知霍尔效应的现象。我们的研究结果阐明了手性CDW的机制,并为发现具有非常规量子特性的材料开辟了新途径,有望应用于下一代电子和自旋电子器件。
摘要: Implementing and tuning chirality is fundamental in physics, chemistry, and material science. Chiral charge density waves (CDWs), where chirality arises from correlated charge orders, are attracting intense interest due to their exotic transport and optical properties. However, a general framework for predicting chiral CDW materials is lacking, primarily because the underlying mechanisms remain elusive. Here, we address this challenge by developing the first comprehensive predictive framework, systematically identifying chiral CDW materials via first-principles calculations. The key lies in the previously overlooked phase difference of the CDW Q-vectors between layers, which is linked to opposite collective atomic displacements across different layers. This phase difference induces a spiral arrangement of the Q-vectors, ultimately giving rise to a chiral structure in real space. We validate our framework by applying it to the kagome lattice AV$_{3}$Sb$_{5}$ (A = K, Rb, Cs), successfully predicting emergent structural chirality. To demonstrate the generality of our approach, we extend it to predict chiral CDWs in the triangular-lattice NbSe$_{2}$. Beyond material predictions, our theory uncovers a universal and unprecedented Hall effect in chiral CDW materials, occurring without external magnetic fields or intrinsic magnetization. Our experiments on CsV$_{3}$Sb$_{5}$ confirm this prediction, observing a unique signature where the Hall conductivity's sign reverses when the input current is reversed, a phenomenon distinct from known Hall effects. Our findings elucidate the mechanisms behind chiral CDWs and open new avenues for discovering materials with unconventional quantum properties, with potential applications in next-generation electronic and spintronic devices.
主题: 材料科学 (cond-mat.mtrl-sci)
引用方式: arXiv:2411.03664 [cond-mat.mtrl-sci]
  (或者 arXiv:2411.03664v1 [cond-mat.mtrl-sci] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.03664
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Sen Shao [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2024 年 11 月 6 日 04:49:52 UTC (5,958 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.mtrl-sci
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-11
切换浏览方式为:
cond-mat

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号