MnIn2Se4 Bilayer: A Sliding Ferroelectric Topological Ferrimagnetic Metal with Triply-Coupled Switching

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作者
Xia Wei Cheng,Zhenzhou Guo,Tie Yang,Ying Yang,Zhenxiang Cheng
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:26 (31): 10100-10107 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.6c01193
摘要

Sliding ferroelectric (FE) metals provide a practical route to combine switchable out-of-plane polarization with metallicity, yet realizing electrically reversible magnetization and Berry-curvature-driven anomalous transport and magneto-optical effects in a topological system remains challenging. Here, we establish a symmetry-based framework for sliding FE metals with ferrimagnetism. We show that interlayer sliding breaks the combined spin space symmetry, thereby inducing reversible out-of-plane polarization, nonrelativistic spin splitting, and finite net magnetization, namely, triply-coupled switching. Guided by this principle, we identify the MnIn2Se4 bilayer as a realistic sliding FE ferrimagnetic (FiM) metal hosting Weyl points, in which in-plane sliding enables robust triply-coupled switching, while spin-orbit coupling gaps the Weyl points and produces strong Berry curvature around the Fermi level, leading to large and electrically switchable anomalous transport and magneto-optical effects. Our results establish sliding FE FiM metals with topological states as a promising platform for electrically switchable, high-speed, and low-dissipation spintronic devices.
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