Stochastic Faraday rotation induced by the electric current fluctuations in nanosystems
我们从理论上证明，在旋光半导体和半导体纳米系统中，电子的布朗运动导致穿过结构或从结构反射的光的偏振平面的时间波动，即，随机法拉第或克尔旋转效应。的影响的理论开发了一些突出的gyrotropic系统，如散装碲，合奏的手性碳纳米管，和GaAs为基础的量子阱的不同的晶体取向。我们表明，这些波动在热平衡的功率谱是成比例的系统的交流电导率。我们评估的贡献所造成的波动的电流，以及自旋，谷极化，和自旋电流的噪声的法拉第/克尔旋转。因此，法拉第和克尔旋转噪声的全光学测量提供了对半导体系统的输运性质的访问。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
Kerr, Faraday, and Magnetoelectric Effects in MnBi$_2$Te$_4$ Thin Films
本研究利用耦合狄拉克锥模型计算不同层数MnBi$_2$Te$_4$薄膜的太赫兹/远红外磁光响应，揭示偶数层薄膜低频下线性Kerr、Faraday响应消失但磁电响应仍近似量子化的特性，厘清磁光可观测量与拓扑磁电效应的关联。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-Optical Faraday and Kerr Effects in Topological Insulator Films and in Other Layered Quantized Hall Systems
提出了拓扑绝缘体（TI）薄膜的磁光法拉第效应和克尔效应的理论。对于薄膜厚度短的波长相比，我们发现，在理想系统中的低频法拉第效应是量化的精细结构常数的整数倍，和克尔效应表现出巨大的$π/2$旋转无论是正常或倾斜入射。对于含有整数个半波长的厚膜，我们发现法拉第效应和克尔效应都在精细结构常数的整数倍处量子化。对于具有体平行导电的TI薄膜，我们得到了表面主导磁光效应可观测性的判据。对于薄的样品由基板支持，我们发现，普遍的法拉第和克尔效应存在时，基板是薄的光波长相比，或当频率匹配厚基板腔共振。我们的理论同样适用于任何具有两个导电层的系统，表现出量子霍尔效应。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kerr and Faraday rotations in topological flat and dispersive band structures
双量子霍尔（IQH）态和量子反常霍尔（QAH）态具有相同的静态（dc）响应，但不同的动态（ac）响应。特别地，交流异常霍尔电导率分布$σ_{yx}(ω)$对QAH态的能带形状敏感。例如，色散QAH带示出在带隙处没有符号变化的共振轮廓，而IQH状态示出在回旋加速器能量处的符号变化共振。我们认为，通过平坦化色散QAH带，$σ_{yx}(ω)$应该恢复到IQH中平坦的朗道带，因此有必要知道符号变化的起源。采用带宽可调的拓扑晶格模型，我们发现，符号变化的根源不是带隙而是QAH带的Van Hove奇异能。在小带宽的限制下，平坦QAH频带恢复了IQH朗道频带的$σ_{yx}(ω)$。由于霍尔效应，这些拓扑带在反射波中表现出巨大的偏振旋转和椭圆率（克尔效应），在透射波中表现出精细结构常数量级的旋转（法拉第效应），其轮廓类似于$σ_{yx}(ω)$。我们的结果作为一个简单的指导拓扑平坦带的光学特性。
2021-09-16 cond-mat.mes-hall
Theoretical investigations on Kerr and Faraday rotations in topological multi-Weyl Semimetals
该研究基于Kubo响应理论，探究无外磁场下时间反演破缺多外尔半金属的Kerr与Faraday旋转特性，揭示拓扑电荷对偏振旋转的调控规律，为实验鉴别不同类型外尔半金属及表面费米弧提供理论依据。
2023-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of topological Faraday and Kerr rotations in quantum anomalous Hall state by terahertz magneto-optics
三维拓扑绝缘体的电动力学响应由拉格朗日形式的普适磁电$E\cdot B$项组成。量子化的磁电耦合效应，即拓扑磁电效应，被认为可以引起奇异现象，包括普遍的低能磁光效应。在这里，我们报告的长期寻求的TME效应，这是例示的磁光法拉第和克尔旋转的量子反常霍尔（QAH）状态的磁性TI表面的太赫兹磁光的实验演示。由所观察到的法拉第和克尔旋转角而不是任何材料参数（例如介电常数和磁化率）组成的普适关系很好地展示了在量子化极限中朝向精细结构常数$α$ $(= 2πe^2/hc \sim 1/137)$的轨迹。我们的研究结果将为具有突现拓扑函数的多功能TME效应铺平道路。
2016-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Faraday rotation due to excitation of magnetoplasmons in graphene microribbons
当受到垂直静态磁场时，单个石墨烯片提供法拉第旋转，其每原子层大大超过任何其他已知材料。这种巨法拉第旋转起源于无质量电子的回旋共振，它允许通过外部静电或静磁设置进行动态调谐。此外，可以通过改变石墨烯中载流子的符号来控制旋转方向，这可以借助于外部电场来完成。然而，尽管存在这些调谐可能性，但对大磁场的要求阻碍了法拉第效应在实际设备中的应用，特别是对于高于几个THz的频率。在这项工作中，我们证明，对于一个给定的值的静态外部磁场，巨大的法拉第旋转可以实现在石墨烯微带阵列中的频率远远高于相应的回旋频率。石墨烯带的磁光响应的主要特征与回旋共振无关，而是与单个带的基本磁等离子体激元激发有关。石墨烯带中法拉第旋转的磁等离子体性质开启了巨大的可能性，因为可以通过适当地选择带的宽度来局部地选择共振频率，同时通过（较小的）外部磁场仍然保持调谐能力。
2013-06-28 cond-mat.mes-hall
Faraday effect in graphene enclosed in an optical cavity and the equation of motion method for the study of magneto-optical transport in solids
我们表明，通过封闭在光学腔中的石墨烯，在红外区产生巨大的法拉第旋转，并在可见光范围内可测量的法拉第旋转角成为可能。给出了相关制度下法拉第旋转角的霍尔阶跃的显式表达式。在这个问题的背景下，我们开发了一个运动方程（EOM）方法计算金属和半导体的磁光性质。结果表明，适当的正则化EOM解决方案是完全等价的Kubo公式。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Faraday rotation effect in periodic graphene structure
我们报道了周期性石墨烯片结构中的磁光旋转效应。由于石墨烯中载流子的无质量，磁响应非常灵敏，因此磁光旋转效应非常显著。我们预测，在红外区域，周期性石墨烯片结构的费尔德常数大约是稀土掺杂磁光玻璃的10-100倍。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall
Terahertz radiation-induced conductivity, Kerr and Faraday angles, and spin textures in a two-dimensional electron gas with spin-orbit coupling subjected to a high magnetic field and periodic potential
研究了强自旋轨道耦合二维电子气在强磁场和二维门控超晶格可调周期势作用下的太赫兹辐射感生电导率和极化张量，法拉第旋转角和克尔旋转角以及非平衡自旋织构.结果发现，实部和虚部的频率依赖性的诱导电导率接近最大值与尖锐的和可检测的峰对应的自旋分裂磁子带之间的子带间跃迁的频率。所观察到的电导率张量的频率依赖性的性质适用于克尔和法拉第旋转角的描述，可用作描述具有显着的自旋-轨道耦合的周期性结构中的电子气的另一种实验工具。辐射诱导的自旋纹理的形成预测具有面内和面外的组件与空间分布规模可比的超晶格单元的大小，可以通过实验观察到。
2010-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Faraday rotations, ellipticity and circular dichroism in the magneto-optical spectrum of moiré superlattices
研究了扭曲双层石墨烯、AB-AB和AB-BA堆叠的扭曲双层石墨烯以及单层石墨烯和AB堆叠的双层石墨烯在六方氮化硼上的磁光电导率。随着磁场的增加，吸收谱呈现出自相似的递归模式，反映了能谱的分形性质。虽然扭曲的双层石墨烯仅显示出弱的圆二色性，但由于六方氮化硼层的强反转对称性破缺性质，单层石墨烯和六方氮化硼上的AB堆叠的双层石墨烯显示出特别强的圆二色性。由于左右圆偏振光与这些结构的相互作用不同，平面偏振入射光在透射时经历法拉第旋转并获得椭圆率。各个角度的大小大约为一度。
2021-02-19 cond-mat.mes-hall
Quantized Faraday and Kerr rotation and axion electrodynamics of a 3D topological insulator
拓扑绝缘体被认为是表现出响应函数根据基本物理常数量化的体磁电材料。在这里，我们降低了三维（3D）的Bi $_2$硒$_3$膜的化学势为$\sim$ 30毫电子伏以上的狄拉克点，并探测其低能量的电动力学响应中存在的磁场与高精度的时域太赫兹偏振。对于高于5 T的场，我们观察到量子化的法拉第和克尔旋转，而DC输运仍然是半经典的。一个非平凡的Berry相位偏移这些值的轴子电动力学和拓扑磁电效应的证据。在这些测量中使用的时间结构允许基于固态系统的拓扑不变量的精细结构常数的直接测量。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Faraday effect in magnetoplasmonic nanostructures with spatial modulation of magnetization
研究了具有非均匀、周期性调制空间磁化强度分布的磁等离子体纳米结构中的磁光法拉第效应。结果表明，在这样的纳米结构的法拉第效应可以经历的等离子体激元和波导光学模式激发的光谱范围内的共振增强。这对于$s$和$p$ -偏振光都发生。这种效应可以用于磁性材料中短自旋波的光谱选择性检测。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Frequency-dependent Faraday and Kerr rotation in anisotropic nonsymmorphic Dirac semimetals
本研究计算了非对称性保护的各向异性狄拉克半金属中频率相关的法拉第和克尔旋转角，发现零频极限下旋转角为$2α_F$，并在接近塞曼能隙吸收边时出现对数增强，表明此类材料可用于磁光偏振旋转器件。
2023-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Terahertz Faraday and Kerr rotation spectroscopy of Bi$_{1-x}$Sb$_x$ films in high magnetic fields up to 30 Tesla
我们报告的太赫兹法拉第和克尔旋转光谱测量的结果薄膜的$\text{Bi}_{1-x}\text{Sb}_{x}$，合金系统，表现出半金属到拓扑绝缘体的过渡作为Sb组合物$x$的增加。采用单次激发时域太赫兹光谱仪和台式脉冲微型线圈磁体，在高达30 T的磁场中进行了测量，观察到半金属（$x < 0.07$）和拓扑绝缘体（$x > 0.07$）样品之间明显不同的行为。半金属薄膜的法拉第和克尔旋转光谱显示出明显的下降，随着磁场的蓝移，而拓扑绝缘体薄膜的光谱是正的和无特征的，随着磁场的增加振幅增加，并最终在高场（$>$ 20 T）饱和。半金属膜的椭圆率谱显示出共振，而拓扑绝缘体膜没有检测到椭圆率。为了解释这些观察结果，我们开发了一个理论模型的基础上现实的能带参数和久保公式计算的Landau量子化的电荷载流子的光学电导率。我们的计算定量再现了所有的实验特征，建立了法拉第和克尔信号的半金属膜主要产生从体空穴回旋共振，而在拓扑绝缘体膜的信号表示来自多个电子和空穴口袋的表面载流子的综合效应。这些结果表明，使用高磁场太赫兹磁偏振，结合详细的电子结构和电导率计算，使我们能够明确识别和定量确定独特的贡献，从不同种类的载体的拓扑和非拓扑性质的Bi $_{1-x}$ Sb $_x$。
2019-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pump-Probe Faraday Rotation and Ellipticity in an Ensemble of Singly Charged Quantum Dots
描述了单电荷量子点（QD）单层和多层系综的自旋法拉第旋转、克尔旋转和椭圆率信号。微观理论考虑了单个泵浦脉冲激发和这种脉冲的训练的效果，这在长驻留电子自旋相干时间的情况下导致电子自旋极化的稳定分布。单色和双色泵浦探测设置进行的计算表明，三个实验技术：法拉第旋转，克尔旋转和椭圆率测量提供互补的信息，一个非均匀的量子点系综。量子点的三维系综的微观理论的发展与这些影响的唯象描述一致。计算了不同实验条件下抽运-探测法拉第旋转、克尔旋转和椭圆率信号的典型时变迹线。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Giant excitonic magneto-optical Faraday rotation in single semimagnetic CdTe/Cd_{1-x}Mn_{x}Te quantum ring
在有效质量近似下，采用变分法研究了不同Mn^{2+}浓度下，CdTe/ Cd_{1-x} Mn_{x} Te量子环中束缚激子态的磁调谐和σ ^{+}与σ^{-}激子跃迁之间的巨塞曼分裂（GZS）.局域磁性杂质离子和离域载流子之间的sp-d交换相互作用已经通过平均场论与包含一个修改的布里渊函数的帐户。的GZS的增强，反过来，与应用程序的外部磁场的有效g-因子，是引人注目地表现在类型I-类型II的转变中的能带结构，这已经很好地解释了通过计算电子和空穴之间的重叠积分，和面内激子半径。这突出了非凡的磁光特性，包括巨法拉第旋转和相关的费尔德常数，这已经使用单振子模型计算。振荡器的强度和激子的寿命已被估计，并被发现是大于在散装稀磁半导体（DMS）和量子阱，反映更强的限制内的量子环。结果表明，基于DMS的量子环表现出更广泛的塞曼分裂，产生了2.6 \times 10^{9}rad/Tesla/m的超高费尔德常数，比现有的量子系统和磁光材料大了几个数量级.
2023-01-19 cond-mat.mes-hall
Faraday effect in bi-periodic photonic-magnonic crystals
本文从理论上研究了由周期性分布的磁性层和介质层组成的一维多层磁光子系统在光传输过程中的偏振面旋转-法拉第效应。计算了由磁性层和介质层（或介质光子晶体的一部分）组成的光子-磁振子晶体的法拉第旋转谱。我们发现p偏振入射光的法拉第旋转在透射带内随磁性超胞数目的增加而增加。法拉第旋转的增加也观察到在附近的带隙模式本地化的磁性层，但最大的偏振平面旋转角达到最小的透射率。我们表明，在磁性层中的线性磁电相互作用的存在下，导致显着增加的s偏振入射光的法拉第旋转角附近的精细结构的模式内的光子带隙。
2018-11-24 cond-mat.mes-hall
Multifrequency transverse Faraday effect in single magneto-dielectric microspheres
我们建议使用一个单一的磁介电微球作为一个设备，用于增强横向法拉第效应在多个波长在同一时间。虽然球体的直径可以是$<1$ $μ$ m，但是其磁光（MO）响应的数值预测强度可以比基于厚磁性板的MO器件强一个数量级。微球的MO响应也与亚波长磁介电光栅的MO响应相当，然而，亚波长磁介电光栅在单个波长下操作并且占据大面积。与光栅和厚板相比，微球的紧凑尺寸及其支持自旋波激发的能力使其适用于纳米光子学、成像系统和磁振子。
2014-05-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
All-optical magnetization switching by two-frequency pulses using the plasmon-induced inverse Faraday effect in a magneto-plasmonic structure
在这封信中，我们研究了产生准静态磁场的等离子体激元诱导的逆法拉第效应，并提出了一种磁光波导结构，实现磁化开关在亚ps的时间在纳米限制的磁光结构。特别是，我们表明，在磁光介质腔侧耦合到金属-绝缘体-金属（MIM）波导中产生的准静态场的方向敏感地依赖于表面等离子体激元极化（SPP）的波长。这一现象可能为利用双频脉冲实现纳米受限全光磁化开关开辟一种新的节能超快方法。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transport mean free path for Magneto-Transverse Light Diffusion: an alternative approach
本文推导了法拉第有源和非法拉第有源Mie散射体任意随机混合体中横向磁光扩散的输运平均自由程$\ell^*_\perp$。这个推导是基于标准的辐射转移方程。对于只存在法拉第散射体的情况，从Bethe-Salpether方程得到的传输平均自由程的表达式被恢复。这种更简单的公式可以包括法拉第有源散射体和非法拉第有源散射体的均匀混合物的情况。
2000-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Chiral filtration and Faraday rotation in multi-Weyl semimetals
本文研究了多重Weyl半金属中axion项等参数如何控制Faraday和Kerr旋转及光的透反射，并扩展至Chern数为1至3的节点，为设计宽带手性滤波器等光学器件提供理论基础。
2023-04-03 cond-mat.mes-hall
All-Optical Vector Measurement of Spin-Orbit-Induced Torques Using Both Polar and Quadratic Magneto-Optic Kerr Effects
我们证明，磁光克尔效应与正常的光入射可以用来获得定量光学测量的两个组成部分的自旋轨道引起的扭矩（无论是反阻尼和有效场分量）在重金属/铁磁双层。这是通过分析二次克尔效应以及极性克尔效应来实现的。这两种效应可以通过适当地选择入射光的偏振来区分。我们使用这种全光学技术来确定由一系列Pt/坡莫合金样品产生的自旋-轨道扭矩，发现与自旋扭矩铁磁共振测量非常一致的值。
2015-09-03 cond-mat.mes-hall
The topological Faraday effect cannot be observed in a realistic sample
三维拓扑绝缘体（TI）的一个显著特征是理论上预期的拓扑磁电（TME）效应，其在电磁学的麦克斯韦定律中产生附加项，具有与精细结构常数$α$的半整数倍成比例的通用量子化系数。因此，在理想的情况下，人们也期望在TI的磁光响应中的量化贡献。我们审查这一前提，考虑到平凡的介电背景的TI散装和潜在的主机基板，以及经常出现的贡献巡回散装货船。我们表明，（i）一个得到一个非通用的磁光响应时，有不同的层之间的阻抗失配和（ii）由于TME的可检测信号迅速接近消失的小值作为阻抗失配失谐从零。我们证明，这是方法上不可能推导出的TME的存在完全从光学实验中的薄膜限制的三维TI在高磁场。
2022-12-09 cond-mat.mes-hall
Quantitative detection of electrically injected spin accumulation in GaAs using the magneto-optical Kerr effect
利用超灵敏的磁光克尔旋转装置，我们观察到电自旋注入（Zn，Mn）Se到体GaAs和量化的自旋注入效率。将电流感应贡献与可能的伪影仔细分离，并作为电压和外部磁场的函数进行研究。我们的测量使我们能够估计在0.7 V的反向偏压下，电注入GaAs的自旋的浓度约为0.4 $\times10^{15}$ cm $^{-3}$。
2005-07-25 cond-mat.mes-hall
Faraday effect in rippled graphene: Magneto-optics and random gauge fields
透射通过磁偏置石墨烯的线性偏振光的光束在通过石墨烯片之后可以使其偏振轴旋转几度。这种大的法拉第效应是由于磁场对石墨烯的载流子的作用。由于石墨烯膜的变形导致伪磁场作用于载流子，随机介观波纹（波纹）的效果可以被描述为石墨烯暴露于随机伪磁场。我们的目的是澄清这些典型的样品固有的领域与外部偏置磁场的相互作用和法拉第旋转的影响。原则上，随机规范无序可以从法拉第角和光谱测量的组合中识别。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magneto-optical Kerr effect in spin split two-dimensional massive Dirac materials
二维大质量狄拉克电子具有有限的Berry曲率，其陈数为$\pm 1/2$，这意味着量子化的直流霍尔响应和子带隙全四分之一克尔旋转。在二维大质量狄拉克材料中观察到这些效应，如带隙石墨烯，六方氮化硼或过渡金属二硫属化物（TMD），这一事实被狄拉克锥成对出现相反符号的Berry曲率，导致Chern数消失的事实所掩盖。在这里，我们表明，自旋-轨道相互作用的存在下，结合交换自旋分裂诱导稀释磁性杂质或接近铁磁绝缘体，给出了在这样的系统中的净磁光克尔效应的起源。我们着重于TMD单层膜的情况下，研究克尔旋转的频率和交换自旋分裂的依赖。基板的作用包括在理论中，并发现严重影响的结果。我们的计算表明，国家的最先进的磁光克尔光谱可以检测到一个单一的磁性杂质在稀磁TMD。
2020-04-10 cond-mat.mes-hall
Plasmon Enhanced Faraday Rotation in Thin Films
本文分析了具有纳米结构表面轮廓的磁活性金属薄膜在电磁波作用下的法拉第旋转。定期以及随机的表面轮廓被认为是。研究了等离子体激元对法拉第角的贡献。对于周期光栅，我们证明了当表面等离子体波数与逆晶格的波数之一时，旋转角达到最大。法拉第角在等离子体激元带边的增强的预测。在随机表面轮廓的情况下，它表明，表面磁等离子体的扩散给出了一个主导的贡献法拉第旋转。与实验进行了比较。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optimization of Time-Resolved Magneto-optical Kerr Effect Signals for Magnetization Dynamics Measurements
近来，磁存储和磁存储器已经转向使用具有垂直磁各向异性（PMA）的磁性薄膜。了解这些材料中的磁阻尼是至关重要的，但正常的铁磁共振（FMR）测量面临着一些限制。利用PMA来量化材料中的阻尼的愿望导致了时间分辨磁光克尔效应（TR-MOKE）测量的采用。在本文中，我们讨论的角度和字段相关的信号在TR-MOKE，并利用基于Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程的数值算法提供的最佳条件下运行TR-MOKE测量的信息。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall
Comment on Absence of detectable current-induced magneto-optical Kerr effects in Pt, Ta and W Appl. Phys. Lett. 109, 172402 (2016)
我们最近报道的测量自旋霍尔效应（SHE）产生的W和Pt薄膜的自旋极化使用磁光克尔效应（MOKE）系统的基础上，检测光强度的变化。Riego等人使用了一种广义的磁光椭圆偏振系统，该系统原则上可以区分纯光学反射率与磁光信号，但无法检测其标称W、Ta和Pt膜中的SHE偏振。他们认为，我们的结果是虚假的，可能是由于电阻加热在时间上调制薄膜温度和反射率，并且任何SHE偏振都太小而无法在金属薄膜中检测到。在这篇评论中，我们认为我们原来的结果是正确的，并讨论了为什么
2017-03-10 cond-mat.mes-hall
Fabry-Perot enhanced Faraday rotation in graphene
我们表明，巨大的法拉第旋转石墨烯在太赫兹范围内，由于回旋共振进一步增加了建设性的法布里-珀罗干涉的支持基板。同时，实现了增强的总透射率，使得这种效果对于基于石墨烯的磁光应用加倍有利。作为一个例子，我们提出了在6 H-SiC的C面上生长的外延多层石墨烯的远红外光谱，其中干涉条纹被光谱分辨，并且获得了高达0.15弧度（9°）的法拉第旋转。此外，我们讨论和比较其他方法来增加法拉第旋转使用的光学腔的原理。
2013-10-12 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical Kerr Effect Studies of Square Artificial Spin Ice
我们报告了一个磁光克尔效应研究的集体磁响应的人工方形自旋冰，光刻定义的阵列的单域铁磁岛。我们发现，各向异性岛间相互作用导致的阵列矫顽场的非单调的角度依赖性。与微磁学模拟的比较表明，两个垂直的子晶格表现出不同的响应岛边缘粗糙度，这显然会影响磁化反转过程。此外，这样的比较表明，与岛边缘的粗糙度相关的无序在这些系统的集体行为中起着迄今未被认识到的但必不可少的作用。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical conductivity of anisotropic two-dimensional Dirac-Weyl materials
研究了在外加磁场作用下，载流子具有任意各向异性费米速度的无质量狄拉克费米子的二维材料的光学响应.使用Kubo形式主义，我们得到这些材料的磁光电导率张量，它允许从各向同性狄拉克费米子的磁光电导率来解决各向异性狄拉克费米子的磁光响应。作为应用，我们分析了应变诱导各向异性和磁场对透射率的综合影响，以及对法拉第旋转，线偏振光后通过应变石墨烯。该解析表达式可用于预测应变石墨烯在磁场作用下的吸收和法拉第角。最后，我们的研究扩展到各向异性二维材料与任意赝自旋的狄拉克费米子。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall
Optics of a Faraday-active Mie Sphere
我们提出了一个精确的计算光的散射从一个单一的球体制成的法拉第活性材料，到一阶的外部磁场。当球的尺寸与波长相比很小时，我们发现了已知的磁激活瑞利散射体的T矩阵，我们解决了一个Mie散射体是否存在所谓的\em光子霍尔效应-- \em--光散射中的磁横向各向异性的问题。在几何光学的限制下，我们将我们的结果与法布里-珀罗标准具中的法拉第效应进行了比较。
1999-01-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Magnetoterahertz Response and Faraday Rotation from Massive Dirac Fermions in the Topological Crystalline Insulator Pb$_{0.5}$Sn$_{0.5}$Te
Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Te已被证明是一个有趣的可调拓扑晶体绝缘体系统。本文对Pb $_{0.5}$ Sn $_{0.5}$ Te薄膜的磁太赫兹光谱进行了研究。在没有任何附加假设的情况下，提取了圆基中的复法拉第旋转角和光学电导率。我们的太赫兹响应的定量测量使我们能够表明，所研究的样品包含两种类型的散装船。一种是$p$型，起源于三维狄拉克带。另一个是$n$型，似乎来自更传统的3D波段。这两种类型的载体显示不同的回旋共振色散。通过模拟空穴载流子的回旋共振，可以确定费米能级和费米速度。此外，$p$型和$n$型载流子的散射率表现出相反的场依赖性，这可能是由于它们在磁场下不同的朗道能级展宽行为。我们的工作为分离Dirac和Weyl半金属中体态的实拓扑特征提供了一种新的方法。
2019-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Femtosecond intrapulse evolution of the magneto-optic Kerr effect in magnetoplasmonic crystals
在磁等离子体学中，通过激发表面等离子体激元（SPPs）来调整纳米结构的磁光特性是可能的。到目前为止，磁等离子体效应一直被认为是静态的。在这里，我们描述超快表现的磁等离子体通过观察的非平凡的演变的横向磁光克尔效应在45 fs脉冲从铁基磁等离子体晶体反射。这种效应发生共振SPP激发，显示相反的时间导数符号的不同斜率的共振，并解释与磁化相关的色散关系的SPP。
2014-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Thickness dependent enhancement of the polar magneto-optic Kerr effect in Co magnetoplasmonic nanostructures
在过去，通过对Co六角反点阵列中的极性克尔旋转的光谱测量，已经观察到大的表面等离子体极化激元辅助增强的磁光活性。在这里，我们报告了一个强大的厚度依赖性，这是出乎意料的克尔效应被认为是一个表面敏感的现象。对于100 nm厚的样品，发现最大克尔旋转为-0.66度。该厚度远高于连续Co膜的典型光学穿透深度，表明在等离子体激元的存在下，临界长度尺度显著改变，并且在这种情况下延伸。因此，我们建立的等离子体增强的克尔效应不仅取决于样品的面内结构，而且还取决于面外的几何参数，这是磁等离子体器件设计中的一个重要考虑因素。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Subwavelength plasmonic chain for magneto-optics enhancement
研究了亚衍射等离子体激元链中磁光效应的增强。我们表明，在一个周期性的链的等离子纳米粒子嵌入在磁光介质中，传播的导模是伴随着旋转的电偶极子（法拉第效应）。每1 μm的旋转角比相同体磁光介质中的旋转角大两个数量级。我们还表明，欧姆损失的影响可以显着降低通过使用由活性核壳纳米粒子（spasers）的增益辅助链。在这样的磁光脉冲阵列的偶极子模式表现出高值的法拉第旋转和传播长度。
2013-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin-orbit torque magnetometry by wide-field magneto-optical Kerr effect
磁光克尔效应（MOKE）是探测薄膜样品表面磁化强度的有效方法。在这里，我们提出了一种宽场MOKE技术，采用K $ö$ hler照明方案来表征电流诱导阻尼类自旋轨道力矩（DL-SOT）的微米尺寸和未图案化的磁性异质结构的垂直磁各向异性。通过电流诱导的磁滞回线位移分析，我们量化的DL-SOT效率的Ta基异质结构的条形几何形状，霍尔交叉几何形状，和未图案化的几何形状为$|ξ_{DL}|\approx$ 0.08。因此，所提出的宽场MOKE方法提供了DL-SOT的即时和直接的表征，而不需要对电信号进行任何进一步的解释。
2018-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Faraday rotation in graphene
在狄拉克模型的框架下，利用量子场论方法研究了单层石墨烯的磁光性质。我们揭示了一个很好的协议之间的狄拉克模型和最近的实验中的巨大法拉第旋转回旋共振。我们还预测其他政权时，效果很明显。悬浮和外延石墨烯的法拉第旋转和吸收的各种参数的样品上的一般依赖关系被揭示。
2012-11-29 cond-mat.mes-hall hep-th
Interference induced enhancement of magneto-optical Kerr effect in ultrathin magnetic films
本文研究了在硅衬底上淀积氧化层（SiOx）后的磁性薄膜的磁光光谱。我们发现，对于可见光几乎透明的~1 nm厚的CoFeB薄膜，其克尔旋转角和椭圆率与SiOx层的厚度有很强的依赖关系.对于给定的SiOx厚度和光波长，来自1 nm CoFeB薄膜的克尔信号可以大于约100 nm厚的CoFeB膜的克尔信号。当在SiOx层内发生光学干涉时，克尔信号的增强发生。有趣的是，在这样的共振条件下，测量的克尔信号在某些情况下大于估计，尽管测量和计算的反射振幅的良好一致性。我们推断的差异起源于界面状态，是不同于散装特性。这些结果表明，光干涉效应可以用来研究磁致伸缩薄膜的磁光特性。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Faraday rotation due to surface states in the topological insulator (Bi$_{1-x}$Sb$_{x}$)$_{2}$Te$_{3}$
利用磁红外光谱研究了InP衬底上（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$薄膜的电荷动力学。从磁传输数据中，我们提取了三个不同的回旋共振（CR）的能量，都是明显的宽带法拉第旋转（FR）光谱。这一全面的FR-CR数据集，使我们能够隔离体状态的响应与薄膜的顶面和底面的本征表面状态。FR数据揭示了电子型和空穴型狄拉克费米子存在于我们的薄膜的相对表面上，这为观察拓扑绝缘体中的许多奇异量子现象铺平了道路。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall hep-ph
Spatially inhomogeneous inverse Faraday effect provides tunable nonthermal excitation of exchange dominated spin waves
本研究利用含磁性薄膜与布拉格堆的磁光子晶体，发现光子带隙内泵浦光可引发逆法拉第效应分布的相位滑移，实现不同阶交换主导自旋波的可调谐非热激发，拓展了磁性电介质在自旋波器件中的应用。
2023-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Manipulation of Giant Faraday Rotation in Graphene Metasurfaces
法拉第旋转是用于各种光学控制和磁场传感技术的基本磁光现象。最近，它表明，一个巨大的法拉第旋转可以实现在低太赫兹制度由一个单一的单原子石墨烯层。在这里，我们证明了这种特殊的性质可以通过适当的纳米图案化来操纵，特别是实现高达6THz的巨大旋转，其特征不小于100 nm。通过一个简单的物理模型预测了周期性图案化对法拉第旋转的影响，然后通过精确的全波模拟对其进行验证和改进。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Above-Bandgap Magneto-optical Kerr Effect in Ferromagnetic GaMnAs
我们进行了系统的磁光克尔谱研究的GaMnAs与不同的Mn密度作为温度，磁场，和光子能量的函数。与以前的研究不同，易磁化轴垂直于样品表面，使我们能够在没有外部磁场的情况下获得极向克尔谱。折射克尔角强烈依赖于光子能量，在$\sim1.7$ eV处呈现出大的正峰。该峰的强度增加，并且随着Mn掺杂而蓝移，并且随着退火而进一步蓝移。采用30带的${\bf k\cdot p}$模型，考虑反铁磁$s,p$交换作用，计算了GaMnAs在带间过渡区的介电张量.我们成功地再现了所观察到的光谱没有\emph{ad hoc}引入的光学跃迁起源于带隙中的杂质状态。这些结果使我们得出结论，以上的带隙磁光克尔旋转铁磁GaMnAs主要是由导带和价带之间的带间跃迁。
2010-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave non-reciprocity and beating in permalloy by time-resolved magneto-optical Kerr effect
利用时间分辨磁光克尔效应研究了坡莫合金带中自旋波模的传播特性。我们观察到的影响下，在时域中的电方脉冲激励的条纹的中心的拍频干涉图案。我们还探讨了自旋波传播与外部磁场的依赖性的非互易行为。空间依赖性研究表明，本地化的边缘模式自旋波具有较低的频率比自旋波在条纹的中心，由于在整个条纹的宽度变化的磁化矢量。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oscillatory Spin Polarization and Magneto-Optic Kerr Effect in Fe3O4 Thin Films on GaAs(001)
利用铁磁邻近极化（FPP）效应和磁光克尔效应（MOKE）研究了GaAs（001）衬底上外延的Fe_3O_4薄膜的自旋特性。FPP和MOKE显示相对于Fe3O4膜厚度的振荡，并且振荡足够大以引起反复的符号反转。我们将这种振荡行为归因于Fe3O4薄膜中形成的自旋极化量子阱态。费米能级附近的t2g态的量子限制为FPP和MOKE振荡的类似厚度依赖性提供了解释。
2010-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Angle Dependence of Photonic Enhancement of Magneto-Optical Kerr Effect in DMS Layers
从理论上研究了在一维光子晶体层上沉积顺磁性稀磁半导体（DMS）层后，极性磁光克尔效应（MOKE）增强的角度依赖性.我们的传输矩阵方法为基础的计算进行TE和TM偏振的入射光预测到一个数量级更强的MOKE的（Ga，Fe）N DMS层时，实现所提出的设计。TE和TM偏振的最大增强分别发生在法线和布鲁斯特角的光入射。这表明通过调节光的偏振和入射角来调谐MOKE增强的可能性。
2014-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field induced nutation of the exciton-polariton polarization in (Cd,Zn)Te crystals
利用偏振飞行时间技术研究了激子-极化激元在亚毫米厚（Cd，Zn）Te晶体中的极化动力学行为。在法拉第几何中施加磁场导致传播通过晶体的初始线性或圆偏振的、持续时间为150 fs的光谱宽的光脉冲的所有斯托克斯参数的同步时间振荡。强色散的光子能量接近激子共振导致的光脉冲的持续时间为200 $-$ 300 ps的拉伸和增强的磁光效应，如法拉第旋转和非互易双折射。激子-极化激元极化的振荡频率随着磁场$B$的增加而增加，在$B\sim 5$ T处达到10 GHz。令人惊讶的是，法拉第旋转和非互易双折射的相对贡献经历强烈的变化与光子能量，这是由于在激子共振附近的法拉第旋转的非平凡的光谱依赖性。这导致了所传输的光脉冲在时域中的偏振章动。该结果很好地解释了一个模型，占法拉第旋转和磁空间色散的锌晶体。我们评估了激子$g$因子$|g_{\rm exc}|=0.2$和磁空间常数$V= 5 \times 10^{-12}$ eVcm $\textup{T}^{-1}$。
2013-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical Kerr effect and magnetoelasticity in weak ferromagnetic RuF$_4$ monolayer
非共线磁结构以其独特的物理性质和广阔的应用前景吸引了人们的研究兴趣。在这项工作中，基于相对论密度泛函理论，我们揭示了有趣的磁有序和相关的性质，单层RuF $_4$，它可以从它的体相剥离。虽然Ru离子的自旋在最近邻之间几乎是反铁磁排列的，但由于反对称的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用以及单离子各向异性，产生了弱铁磁性。一个突出的磁光克尔效应可以观察到这种反铁磁体，类似于那些规则的强铁磁体。此外，单轴应变可以诱导铁弹开关连同自旋方向的面内旋转，从而产生强的内禀磁弹性。我们的工作不仅为二维磁性材料的研究提供了一个新的方向，而且为基于反铁磁磁弹性或磁光材料的未来器件提供了线索。
2022-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
