Measurement of interaction-dressed Berry curvature and quantum metric in solids by optical absorption
Bloch态在动量空间中的量子几何性质通常用Berry曲率和量子度规来描述。在实际的带隙材料中,相互作用和无序使得Bloch态不是一个可行的起始点,我们通过引入有限温度下的Dressed Berry曲率和量子度规来推广这些概念,其中可以微扰地包括多体相互作用的影响。这些量是从线或圆极化电场引起的电荷极化磁化率中提取的,其光谱函数可以从动量分辨激子或红外吸收率中测量。作为一个具体的例子,我们研究了杂质散射下的Chern绝缘体,结果表明能隙对多体相互作用的量子几何性质具有保护作用.
2022-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Cavity Quantum-Electrodynamical Chern Insulator: Route Towards Light-Induced Quantized Anomalous Hall Effect in Graphene
我们表明,一个能隙诱导在石墨烯中的光物质耦合到一个圆偏振的光子模式在一个腔。使用多体微扰理论,我们计算的电子光谱表现出光子修饰的边带类似于Floquet边带的激光驱动材料。与Floquet拓扑绝缘体相比,在Floquet拓扑绝缘体中,光只在高频极限下的非共振驱动下才引起严格量子化的霍尔响应,而腔中的光子修饰狄拉克费米子则表现出以整数陈氏数为特征的量子化霍尔响应。特别是对于石墨烯,我们预测,可以在低温极限下诱导$2 e^2/h$的霍尔电导。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Emergence of a Bose polaron in a small ring threaded by the Aharonov-Bohm flux
本研究拓展了单粒子Aharonov-Bohm环模型,证明与弱相互作用玻色气体作用的环系统基态可用玻色极化子描述,建立了能谱与极化子有效质量的关联,为研究准粒子相干性及少体到多体渡越提供了平台。
2023-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nucl-th
Magnon spin photogalvanic effect induced by Aharonov-Casher phase
本文提出磁振子自旋光电流效应(SPGE),通过光的电场直接激发和控制磁振子,包含五种几何起源贡献,并可通过拓扑相变测量。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall
Floquet topological phase transition in $α$-$\mathcal{T}_3$ lattice
研究了在非共振圆偏振辐射驱动下$α$ - $\mathcal{T}_3$晶格的光子修饰能带结构的拓扑特征。我们得到了第一布里渊区准能带的精确解析表达式。由圆偏振光引起的时间反演对称性的破缺完全提升了两个狄拉克点处的三相点简并。能隙在$ {\bf K}$和${\bf K}^{\prime}$处变得不相等(除了在$α=0$和1处),这揭示了系统中不存在反转对称性。在$α=1/\sqrt{2}$中,平带和价带之间的间隙在${\bf K}$处闭合,而导带和平带之间的间隙在${\bf K}^{\prime}$处闭合,从而恢复半金属相。在与辐射振幅无关的能隙闭合点($α=1/\sqrt{2}$)处,${\bf K}$和${\bf K}^{\prime}$点附近重新出现低能狄拉克锥。在圆极化辐射的作用下,$α$ - $\mathcal{T}_3$晶格由半金属转变为具有非零Chern数的类Haldane Chern绝缘体.该系统在$α=1/\sqrt{2}$处经历从$\mathcal{C} = 1 (-1)$到$\mathcal{C}=2 (-2)$的拓扑相变,其中$\mathcal{C}$是价(导)带的陈数。这设置了具有较大陈数的多频带系统的示例。这些结果得到了支持的外观的手征边缘状态的照射$α$ - $\mathcal{T}_3$纳米粒子。
2019-05-28 cond-mat.mes-hall
Quantum Optomagnetics in Graphene
本研究针对石墨烯的光磁效应问题,建立了逆法拉第效应的单粒子量子力学模型,推导了直流磁化解析表达式并预测了可测的偏振旋转角,为石墨烯量子光磁学研究提供了理论支撑。
2022-10-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interacting Floquet topological magnons in laser-irradiated Heisenberg honeycomb ferromagnets
本研究针对含Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的激光辐照海森堡蜂窝铁磁体,揭示了弗洛凯磁振子多体相互作用可引发温度驱动拓扑相变,以热霍尔效应为检测特征,突破线性自旋波理论局限并基于CrX3给出数值结果。
2023-12-12 cond-mat.mes-hall
Optical control of electrons in a Floquet topological insulator
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)(埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学);University of Central Florida(中佛罗里达大学);Technion - Israel Institute of Technology(以色列理工学院);Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter(马普物质结构与动力学研究所);Ludwig-Maximilians-Universität, München(慕尼黑路德维希-马克西米利安大学)
本研究在1550nm圆偏振飞秒激光修饰的单层石墨烯中构建Floquet拓扑绝缘体,利用锁频二次谐波场实现电子动态调控,首次观测到多种拓扑光电流效应,为拓扑电子学等领域的超快调控提供了新途径。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photo-Induced Anomalous Hall Effect in Two-Dimensional Transition-Metal Dichalcogenides
一个圆极化的交流。在二维过渡金属二硫属化物(TMD)上的共振附近照射的泵浦场响应于直流偏置场产生反常的霍尔效应。在这项工作中,我们发展了一个理论,这种光诱导的异常霍尔效应在未掺杂的TMD照射强相干激光场。强场使平衡带重正化,并打开了一个动力学能隙,在那里发生单光子共振。由此产生的光子修饰状态,或Floquet状态,内处理的旋转波近似。采用量子动力学方程方法研究了强交流电场同时作用下的非平衡密度矩阵和时均输运电流。泵浦场和弱直流探测场。耗散效应被考虑在动力学方程中,捕获松弛和失相。当抽运场频率达到自旋分裂带间跃迁能时,光生纵向电导率和霍尔电导率显示出显著的共振特征。而不是谷极化,我们发现,异常霍尔电流主要是由带内响应的光子修饰的电子种群附近的动态间隙在两个山谷,伴随着较小的贡献,由于带间相干。这些发现突出了光子修饰带和非平衡分布函数在实现一个正确的理解光致反常霍尔效应在强泵浦场的重要性。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral cavity-induced quantum phase transitions in a quantum ring
该研究在量子环中探索手性腔诱导的量子相变,通过超强光物质耦合引起基态总电流的不连续变化,并利用辐射特性探测总角动量变化。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Laser control of magnonic topological phases in antiferromagnets
研究了绝缘反铁磁体中Aharonov-Casher效应引起的磁振子拓扑相的激光控制。由于激光电场可以被认为是一个时间周期性的扰动,我们应用Floquet理论,并执行逆频率扩展,重点放在高频区。利用得到的有效Floquet哈密顿量,我们研究了远离绝热极限的非平衡磁振子动力学及其对拓扑现象的影响。结果表明,线偏振激光可以产生螺旋边磁振子态,产生磁振子自旋能斯特效应;而圆偏振激光可以产生手征边磁振子态,产生磁振子热霍尔效应.特别地,在后者中,我们发现磁振子手征边缘模的方向和由此产生的热霍尔效应可以由圆偏振激光的手征性通过从左旋圆偏振到右旋圆偏振的变化来控制。因此,我们的研究结果提供了一个手柄,以控制和设计磁振子拓扑性质的绝缘AF。
2019-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Floquet-driven indirect exchange interaction mediated by topological insulator surface states
本研究理论探究圆偏振光驱动下拓扑绝缘体表面磁性杂质链间的间接交换耦合,推导解析表达式,发现驱动可延长RKKY振荡周期并调节各类型耦合强度,为Floquet工程提供见解。
2024-07-19 cond-mat.mes-hall
Microscopic theory for the light-induced anomalous Hall effect in graphene
我们采用一个量子刘维尔方程的松弛模型,最近观察到的异常霍尔效应在石墨烯照射超快脉冲的圆偏振光。在弱场制度,我们证明了霍尔效应起源于一个不对称的人口的狄拉克带中的光载流子。相比之下,在强场制度,该系统被驱动到一个非平衡稳态,很好地描述了拓扑非平凡的Floquet-Bloch带。在这里,异常霍尔电流起源于组合的人口不平衡,在这些穿着带连同一个较小的异常速度的贡献所产生的贝里曲率。这一强大而普遍的发现使得能够在实验相关的参数范围内模拟光诱导Floquet-Bloch带的电输运,并为设计具有Floquet工程输运特性的超快量子器件开辟了一条途径。
2019-05-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Properties of Bilayer $α-T_{3}$ Lattice Induced by Polarized Light
研究离共振圆偏振光下双层 $α-T_{3}$ 晶格的拓扑性质,发现圆偏振光破坏时间反演对称性诱导出 Haldane 型 Chern 绝缘体,化学势可调制轨道磁化并产生量子化反常 Hall 电导率,在谷量热学和量子传感领域具应用潜力。
2025-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Theory of topological exciton insulators and condensates in flat Chern bands
本文理论研究了平带陈绝缘体中光泵浦激子的拓扑涡旋结构与超流性,揭示其涡旋量由能带陈数差决定,并提出通过圆偏振光辐射、非线性反常霍尔效应及电压降量子化等实验探测方案。
2024-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el