Внеплоскостная поляризация недавно была обнаружена в слоистых системах с нарушенной инверсионной симметрией, таких как гексагональный нитрид бора и дихалькогениды переходных металлов, такие как MoS₂ Поляризация зависит от относительной укладки между слоями, и когда слои выровнены, внеплоскостная поляризация может переключаться посредством скольжения между слоями, что приводит к сегнетоэлектричеству. Когда между слоями существует относительный угол закручивания или несоответствие решетки, образующее суперячейки, известные как муаровая сверхрешетка, для каждой отдельной укладки существует локальная поляризация, в результате чего образуется сеть муаровых полярных доменов (MPD). Экспериментально было показано, что эти MPD приводят к образованию сегнетоэлектричества, что делает их многообещающим вариантом для наноразмерных электронных приложений, таких как обработка информации и хранение в памяти.

Здесь показано, что это нарушение симметрии также приводит к ранее упущенной из виду компоненте поляризации в плоскости, и форма полной поляризации определяется исключительно из соображений симметрии. Плоскостная составляющая поляризации делает MPDS в напряженных и скрученных бислоях топологически нетривиальными. В каждой отдельной области поляризация завершает ровно половину витка, реализуя топологический объект, известный как мерон (полускирмион). Таким образом, MPD в напряженных или скрученных бислоях образуют регулярную сеть топологических полярных меронов и антимеронов. Для напряженных бислоев поляризация перетекает в центры доменов и выходит из них (тип Нееля), тогда как для скрученных бислоев поляризация закручивается вокруг центров доменов (тип Блоха). Это означает, что топологическими свойствами этих материалов можно управлять, выравнивая слои различными способами.

MPDS в напряженных или скрученных бислоях могут служить новой платформой для проектирования и изучения топологической физики в двумерных слоистых материалах.