近日，我校物理学院张春梅教授与合作者首次提出在和同时破缺的磁性滑移铁电体系中, 面外电极化和磁矩方向可以共同调控面内磁性光电流的方向，并且在三种不同的体系中得到理论计算验证。该研究成果以“Tailoring Bulk Photovoltaic Effects in Magnetic Sliding Ferroelectric Materials”为题发表在凝聚态物理期刊Nano Letters上。张春梅教授为第一作者，西安交通大学周健教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金青年、面上项目（项目号：12004306, 11974270, 21903063, 12274342, 11974277）的支持。

文章链接：

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c02802

体光伏效应是一种二阶非线性光学效应，属于目前凝聚态物理国际前沿热点研究问题之一。该效应在光电转换方面具有以下巨大的优势：开路电压不受半导体带隙限制；效率不受Shockley-Queisser极限约束；可存在于任意非中心对称体系()中且单纯依赖于其布洛赫态和能带。体光伏效应与体系的对称性紧密相关，在具有时间反演对称()的体系中，尤其是电极化可调控的铁电体系中，关于体光伏效应已经有广泛讨论，包括移位电流(shift current), 注入电流(injection current), 非线性霍尔电流等。最近，有研究发现在磁性体系中，体光伏效应产生额外的磁性项，磁性移位电流（magnetic shift current）和磁性注入电流(magnetic injection current)。在线偏振光照射下，磁性体系中通常会同时存在普通移位电流(normal shift current)和磁性注入电流。因此为了探究磁性体系中体光伏效应的可调控性，人们可以借助于自旋甚至自旋和电极化自由度的共同作用调控体系对称性。

研究团队针对同时破缺的体系展开了系统的理论和计算研究。在一类新型的磁性滑移铁电模型进行对称性群分析，发现磁矩方向可以显著改变体系的对称性，因此可以控制磁性注入电流的选择规则（图1）。另外，团队在研究中首次提出通过?z对称性关联的两种面外电极化取向可以反转磁性注入电流的方向（图2），然而移位电流不受磁矩方向和电极化方向的影响（图3）。该理论分析也进一步在三种磁性滑移铁电体系中成功复现。

转自：“西大科研”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！