热输运调控是凝聚态物理与材料科学的核心课题之一，而拓扑热输运因其受贝里曲率主导、具有抗散射、高转换效率等特性，被视为未来低功耗热管理与量子功能器件的理想载体。然而，如何在动态、可编程的层面上实现对拓扑热输运的有效控制，尤其是克服反铁磁体系中宏观磁化缺失导致的热响应抑制，仍是该领域亟待突破的关键瓶颈。
针对这一挑战，物理与能源学院张健敏教授及其博士生杨柠境等在前期研究基础【Phys. Rev. Lett. 134, 256602 (2025)、Phys. Rev. B 111, 235435 (2025)和Nano Lett. 25, 15495 (2025)】上，提出了一种基于层间滑移动力学演化的全新调控机制，系统揭示了双层反铁磁电子晶体这一量子材料体系中热输运性质的拓扑调控规律。研究表明，通过层间滑移可有效打破自旋群对称性并产生滑移铁电极化势，从而连续调控自旋分辨的能带结构与层分辨的贝里曲率分布，实现对反常能斯特效应与反常热霍尔效应的动态调控。滑移方向的反转会引发自旋劈裂与输运信号极性的同步翻转，使得材料的堆叠构型与滑移方向可通过热输运信号直接读取，为量子材料中结构-物性关联的实时探测提供了新手段。
通过第一性原理计算与紧束缚模型分析，研究团队以ScI₂为代表体系，发现滑移过程可驱动拓扑相变，并在此过程中产生显著增强的热霍尔响应，包括巨大的热霍尔峰值和稳定的霍尔平台结构。这些特征清晰表明拓扑热输运对结构调控的高度敏感性及其可调控性。同时，滑移方向的反转会引起自旋劈裂与输运信号极性的同步翻转，使得材料的堆叠构型与滑移方向可以通过输运性质直接读取。该工作首次建立了“层间滑移—对称性破缺—Berry曲率重构—拓扑热输运响应”之间的内在联系，为实现热输运性质的可编程调控提供了新思路，也为高性能热电器件及拓扑量子功能材料的设计开辟了新的方向。
研究成果4月8日以《Topological thermal transport of sliding electron crystals》为题发表于美国物理学会国际著名学术刊物《Physical Review B》上。福建师范大学为唯一作者单位，博士研究生杨柠境为第一作者，张健敏教授为本文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金面上项目和福建省自然科学基金杰青、重点项目资助。
双层滑动铁电晶格中Berry曲率动力学的示意图
相关论文：
Phys. Rev. B 113, 165408 (2026).
DOI: https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/2qs3-ssjz
（物理与能源学院）