【DFT】量子材料自旋-轨道耦合引起的谷压电效应

《中国科学：物理学 力学 天文学》英文版(SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, SCPMA)出版中山大学李华山团队合作成果，文章题为“Valley piezoelectricity promoted by spin-orbit coupling in quantum materials”，于2023年第66卷第4期刊出。

量子材料因独特的机-电效应而受到压电领域的广泛关注。量子材料内禀的量子属性引发新颖的压电效应，但由于缺乏对其物理机理的理解，量子材料的压电性能尚未达到传统材料的水平。本文以量子材料的压电效应为研究对象，研究了二维量子材料中由强自旋-轨道耦合引起的谷压电效应。通过二能带模型和第一性原理计算的结合揭示了谷/自旋分裂以及跃迁能对谷压电的重要性，定量分析了它们之间的内在联系。以此为基础，提出了优化压电的策略，包括掺杂、吸附和外加应变，第一性原理模拟验证该策略能显著提高压电性能。谷压电属性不仅为优化量子材料的压电性能提供了独特的机会，而且预示广泛存在的谷材料在压电传感和能量转换方面大有前途。

创新要点：

本文研究了传统压电系统所不具备的谷压电属性；提出了优化量子材料压电性质的有效策略。