学术动态

Moiré textures of in-plane electric polarizations in binary compound bilayers

二元化合物双层平面内电极化的Moiré 图纹

报 告人：俞弘毅教授（中山大学）

邀 请人：李朝红教授

时 间：2023年3月10日16:30-17:30

线下地址：沧海校区致原楼1212会议室

报告摘要：

In binary compound 2D insulators/semiconductors such as hexagonal boron nitride and transition metal dichalcogenides, the different electron affinities of atoms can give rise to out-of-plane electric polarizations across inversion asymmetric van der Waals interface of near 0° twist angles. Here we show that at a general stacking order where sliding breaks the in-plane C3 rotational symmetry, the interfacial charge redistribution also leads to an in-plane electric polarization, with a comparable magnitude to that of the out-of-plane ones. The effect is demonstrated using a hexagonal boron nitride bilayer of the R-type stacking. In long wavelength moiré patterns, the in-plane electric polarizations determined by the local interlayer stacking registries constitute topologically nontrivial spatial textures. We show that these textures can distinguish moiré patterns of different origins from twisting, biaxial- and uniaxial-heterostrain, where vector fields of the electric polarizations feature Bloch type merons, Neel type merons, and anti-merons, respectively. Combinations of twisting and heterostrain can further be exploited for engineering various electric polarization textures including 1D quasiperiodic lattices.

在二元化合物二维绝缘体或半导体如六方氮化硼和过渡金属二醇化物中，原子的不同电子亲和性可在近0°扭转角的反转不对称范德华界面上产生面外电极化。这里我们表明，在滑动破坏平面内C3旋转对称性的一般堆叠顺序下，界面电荷重新分布也导致平面内电极化，其幅度与平面外电极化的幅度相当。使用R型堆叠的六方氮化硼双层证明了该效果。在长波长Moiré图案中，由局部层间堆叠配准确定的平面内电极化构成拓扑上非凡的空间纹理。我们表明，这些纹理可以区分由扭曲、双轴和单轴异质链这些不同来源的Moiré条纹，其中电极化的矢量场分别以Bloch型merons, Neel型merons和反merons为特征。扭曲和异质链的组合可以进一步用于工程各种电极化纹理，包括一维准周期晶格。

在二元化合物2D绝缘体/半导体如六方氮化硼和过渡金属二硫族化合物中，原子的不同电子亲和力可引起近0°扭转角的反转不对称Van der Waals界面的面外电极化。在这里，我们表明，在滑动破坏面内C3旋转对称性的一般堆叠顺序中，界面电荷再分布也导致面内电极化，其幅度与面外电极化相当。使用R型堆叠的六方氮化硼双层证明了该效果。在长波Moiré图案中，由局部层间堆叠配准确定的面内电极化构成拓扑上非凡的空间纹理。我们表明，这些纹理可以将不同来源的Moiré图案与扭曲，双轴和单轴异质序列区分开，其中电极化的矢量场分别以Bloch type merons、 Neel type merons和 anti-merons为特征。扭曲和异应变的组合可以进一步用于工程化各种电极化纹理，包括一维准周期晶格。

报告人简介

俞弘毅，2004年本科毕业于北大物理系，2010年博士毕业于中科院物理所，后进入香港大学物理系从事博士后和研究助理教授工作。2018年年底以海外高层次青年人才身份进入中山大学珠海校区物理与天文学院，任教授、博导。主要从事二维层状半导体材料的理论研究，亦多次参与实验组的合作工作。已发表研究论文50余篇，Web of Science被引总数7600余次，入选科睿唯安评选的2021和2022年度交叉学科领域高被引科学家名单。

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