铁电性和结构不对称性共存的铁电金属对传统观念提出了挑战，因为自由电子屏蔽了离子之间的静电力，而这是打破空间反转对称性的驱动力。尽管铁电金属层出不穷，但迄今为止尚未发现具有金属性的拓扑可切换极性物体。近日，德国尤里希研究所Xian-Kui Wei等报道了在金属和非中心对称的Ni2P中发现了真实空间拓扑铁电。
本文要点：
1）在旋转-反转对称操作的保护下，作者发现交替堆叠的多面体的平衡极性与元素价态紧密耦合，并通过定量电子能量损失谱进行了验证。
2）第一性原理计算表明，施加面内压缩应变会产生可调谐的双线性双阱电势，并在晶胞尺度上反转多面体极性。
3）镍阳离子的双重作用，包括多面体笼内的极性位移和3D键合网络，促进了拓扑极性与金属性的共存。
4）可切换的面内多面体极性产生了自旋-轨道-耦合诱导的自旋纹理，具有依赖于动量的自旋分裂。
该工作的发现为在具有结构不对称性的金属系统中通过拓扑铁电探索价-极性-自旋相关相互作用提供了新的方向。
Xian-Kui Wei, et al. Discovery of Real‐Space Topological Ferroelectricity in Metallic Transition Metal Phosphides. Adv. Mater., 2020
DOI: 10.1002/adma.202003479
