六方氮化硼扭曲双层，梅隆反梅隆网络

范德华层的滑动和扭曲可以产生令人着迷的物理现象。在最近发表在《自然通讯》上的一篇文章中，列日大学（BE）理论材料物理组（Q-MAT，CESAM研究单位）的Daniel Bennett、Eric Bousquet和Philippe Ghosez与剑桥大学（英国）的合作者表明，双层hBN中的莫尔极性结构域引起了极化场的拓扑上非平凡的缠绕，形成梅隆和反梅隆的网络。这项研究发表在《自然通讯》上。

研究人员在反转对称性破缺的层状系统中发现了面外极化，例如六方氮化硼和过渡金属二硫化物，例如MoS2. 极化取决于层之间的相对堆叠，并且当层对齐时，面外极化可以通过层之间的滑动来切换，从而产生铁电性。当层之间存在相对扭曲角或晶格失配时，形成称为莫尔超晶格的超级晶胞，每个不同的堆叠都会产生局部极化，从而形成莫尔极域 (MPD) 网络。这些MPD已通过实验证明可产生铁电性，使其成为信息处理和内存存储等纳米级电子应用的有前途的选择。

这里表明，这种对称性破缺也引起了先前被忽视的平面内极化分量，并且总极化的形式纯粹是从对称性考虑中确定的。偏振的面内分量使得应变和扭曲双层中的 MPD 在拓扑上非常重要。在每个单独的域中，极化恰好完成了一半的绕组，实现了一个被称为梅隆（半skyrmion）的拓扑对象。因此，应变或扭曲双层中的 MPD 形成了拓扑极性梅隆和反梅隆的规则网络。对于应变双层，极化流入和流出域的中心（Néel 类型），而对于扭曲的双层，极化在域的中心周围卷曲（Bloch 类型）。这意味着可以通过以不同方式对齐层来控制这些材料的拓扑特性。

应变或扭曲双层中的MPD可以作为工程和探索二维层状材料拓扑物理的新平台。