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
Refractive index changes of multi-layered spherical nanostructures with donor impurity
本文计算了含类氢杂质的多层量子点（MLQD）和多层量子反点（MLQAD）的线性、三阶非线性和总折射率变化。数值计算结果表明，折射率的变化对系统的几何参数和入射光强度相当敏感。通过改变入射光子的能量，可以观察到MLQAD和MLQD的RI曲线在形状和行为上有很大的不同。一般来说，我们的研究结果表明，MLQAD模型具有非常高的RI比MLQD模型。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frictional figures of merit for single layered nanostructures
我们确定了一对层状蜂窝状纳米结构，如石墨烷，氟石墨烯，MoS $_2$和WO $_2$相互移动的摩擦优值，通过在恒定加载力下进行层间相互作用的从头计算。利用Prandtl-Tomlinson模型推导了避免粘滑行为所需的临界刚度。我们发现，这些层状结构具有低的临界刚度，即使在高负载力，由于他们的带电表面相互排斥。这些材料的固有刚度超过临界刚度，从而避免了粘滑状态，并达到几乎无耗散的连续滑动。值得注意的是，二氧化钨相对于其他材料显示出更好的性能，预示着潜在的超级润滑剂。滑动层的模拟也直接证实了不存在导致保守侧向力的机械不稳定性。
2014-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tunable photochemical deposition of silver nanostructures on layered ferroelectric CuInP$_2$S6
二维层状铁电材料CuInP $_2$ S6（CIPS）由于其层状厚度、强层间耦合和本征自发极化等优点，有望成为新型高性能光催化剂的候选材料。在这项工作中，我们首次报道了铁电CIPS的光催化活性的化学沉积银纳米结构（AgNS）。结果表明，通过控制层厚、环境温度和光波长，可以对CIPS上AgNS的形貌和空间分布进行调控。层厚度和温度依赖性实验证明，CIPS中的铁电极化在可调AgNS光沉积中起着关键作用。我们进一步揭示了AgNS光沉积过程开始于活性位点的产生，选择性纳米粒子成核/聚集，连续成膜。此外，光沉积法制备的AgNS/CIPS异质结构具有良好的电阻开关特性和表面增强拉曼散射活性。我们的发现为层状铁电体的光催化活性提供了新的见解，并为智能忆阻器和增强型化学传感器中的先进功能器件应用提供了新材料平台。
2022-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Hierarchy of critical temperatures in four-layered ferromagnet/superconductor nanostructures and control devices
利用邻近效应理论，详细考虑了边界条件，研究了由较脏的超导（S）和铁磁（F）金属组成的四层F/S/F $'$ /S $'$纳米结构。具有四个F和S层的F/S结构被示出具有比F/S/F三层（由于0和$π$相超导性与0和$π$相磁性之间的相互作用）甚至F/S超晶格丰富得多的物理性质。在F/S/F $^{\prime }$ /S $^{\prime }$四层体系中得到的额外的$π$相超导态不同于已知的“超晶格”态。研究了临界温度与F层厚度的关系。确定了一组最佳的参数，对于这些参数，不同状态的临界温度之间的差异变得显著，并绘制了相应的相图。证明了对于不同的S和S $'$层，该体系可以具有不同的临界温度。基于F/S/F $'$ /S $'$纳米结构，提出了一种具有超导和磁纪录通道的控制装置的概念方案，该控制装置可以使用弱外磁场单独控制。探索了具有四种、五种、六种和七种不同状态的器件。
2017-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magneto-optical Kerr and Faraday effects in bilayer antiferromagnetic insulators
研究双层反铁磁绝缘体MnBi$_2$Te$_4$中的磁光克尔与法拉第效应，发现通过垂直电场或外部磁矩破坏对称性可产生该效应，且AFMTI与平庸绝缘体表现出截然不同的光学特征，为光学检测和操纵层状拓扑反铁磁体提供了新途径。
2023-07-31 cond-mat.mes-hall
Optical detection of the quantum Hall effect in silicon nanostructures
Ioffe Institute（约费研究所）；Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University（彼得大帝圣彼得堡理工大学）
通过硅纳米结构中的光学检测，揭示了量子霍尔效应在高温下的非耗散传输机制及霍尔电阻量子阶梯的奇偶分数值特性。
2026-02-03 cond-mat.mes-hall
Photoluminescence studies of Zeeman effect in type-II InSb/InAs nanostructures
通过研究法拉第几何中外加磁场下的圆偏振光致发光，在InAs中插入InSb的II型窄禁带异质结构中观察到了高达100%的电子自旋极化.在高温或强激发极限下，极化度急剧下降，并改变其符号，最后在10%处饱和。所观察到的效果被解释在强烈的塞曼分裂的电子导带中的InAs矩阵和重空穴状态限制在InSb插入，由于一个大的固有的两种类型的载体的g因子。用紧束缚方法计算了单层InSb/InAs量子阱中空穴的基态，结果与所观测到的发射波长吻合得很好.的发射偏振度的温度依赖性是在一个建议的唯象模型的框架内进行的理论估计，在很好的协议。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall
Topological Magneto-Optical Switching in Even-Layered MnBi$_2$Te$_4$
Linnaeus University（林奈大学）
研究通过调节层厚和自旋对齐实现偶层MnBi$_2$Te$_4$的拓扑磁光开关，发现外层自旋对齐控制总陈数、光学导电性和磁光响应，6层样品通过自旋对齐改变从axion绝缘体到陈绝缘体，12层支持更高陈数相。
2026-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Allotropic Ga$_2$Se$_3$/GaSe nanostructures grown by van der Waals epitaxy: Narrow exciton lines and single-photon emission
本研究针对III-VI族层状晶体纳米结构外延制备的物相限制问题，通过调控范德华外延过程制备同素异形Ga₂Se₃/GaSe纳米结构，实现了具备线偏振的窄激子线和10K下g⁽²⁾(0)~0.1的单光子发射，为量子技术非经典光源提供了新候选。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall
Coherent spin dynamics of electrons and excitons in nanostructures
半导体低维系统中自旋现象的研究已发展成为凝聚态物理中一个迅速发展的领域：自旋电子学。在这一领域，最紧迫的问题，无论是基础和应用，是载流子自旋极化的创建和检测，以及电子自旋控制的双折射方法。本文综述了近年来用泵浦-探测方法研究电子、空穴及其复合物自旋动力学的一些成果。讨论了短圆偏振光脉冲作用下载流子及其复合体自旋取向的微观机制，以及探测脉冲偏振面的法拉第旋转、克尔旋转和诱导椭圆率自旋信号的形成过程。一个特别注意的是比较的理论概念与实验数据上获得的n型量子阱和量子点阵列样品。
2012-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magneto-optical characterization of trions in symmetric InP-based quantum dots for quantum communication applications
在Voigt和Faraday两种外磁场配置下测量了新型大尺寸对称InP基量子点中三电子的磁光参数，该量子点在分子束外延生长的纳米结构中是不常见的，其发射在第三电信窗口。在面外和面内的抗磁系数分别为1.5-4 μeV/{ \T^2 }和8-15 μeV/{ \T^2 }。抗磁位移的测定值与点尺寸的各向异性有关。在两种构型中，测量的三角因子相对较小，分别在0.3-0.7和0.5-1.3的范围内。基于自旋相关轨道电流的形式，对单载流子g因子进行分析，得到Voigt的空穴和电子的类似值为{ \sim } 0.25，而磁场的法拉第位形的空穴和电子的类似值为{\g_e } {\approx } -5; { \g_h } { \approx } +6。在Voigt配置中测量的g因子接近于零的值使得所研究的点有希望用于g因子符号的电调谐，这是量子比特应用中的单自旋控制方案所需的。
2021-01-24 cond-mat.mes-hall
Suppression of the spin waves nonreciprocity due to interfacial Dzyaloshinskii Moriya interaction by lateral confinement in magnetic nanostructures
本文利用布里渊光散射和微磁模拟研究横向受限Pt/CoFeB纳米结构中界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对自旋波的影响，发现横向尺寸小于约400 nm时反向传播自旋波频率不对称性被强烈抑制，表明基于频率差量化iDMI强度的BLS方法在该尺度下不再适用。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall
Plasmon-enhanced optical control of magnetism at the nanoscale via the inverse Faraday effect
本研究通过圆偏振飞秒激光激发金纳米盘产生局部磁场，利用逆法拉第效应实现了对相邻磁性薄膜磁化的超快纳米尺度光学控制，并发现偏离共振波长激发可避免多余加热，为纳米自旋电子器件的光驱动控制提供了新途径。
2023-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetophotonic waveguide nanostructure for selective ultrafast optical excitation of high-K spin dynamics
针对光磁学中衍射极限限制自旋波波长的瓶颈，提出利用磁光子光栅产生亚衍射尺度逆法拉第效应分布的方法，实验实现300nm短自旋波激发，为光磁应用开辟新方向。
2024-08-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Twisted light drives chiral excitations of interacting electrons in nanostructures with magnetic field
本研究通过模型计算表明，扭曲光可驱动纳米结构中相互作用电子的手性激发，打破广义Kohn定理，揭示标准红外吸收不可见的内部跃迁，成为强关联量子系统的灵敏探针。
2025-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Microwave-to-optical transduction using magnon-exciton coupling in a layered antiferromagnet
City College of New York（纽约市立学院）；Graduate Center of the City University of New York (CUNY)（纽约市立大学研究生中心）；CUNY Advanced Science Research Center（纽约市立大学高级科学研究中心）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Rheinland-Pfälzische Technische Universität（莱茵兰-普法尔茨科技大学）
研究通过层状反铁磁体CrSBr中的磁子-激子耦合实现高效的微波到光转换，利用强光物质相互作用，在无腔增强的情况下实现约300MHz的宽带相干转换，为扩展光学调制范围和减少光学损耗提供新途径。
2026-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hot Carrier extraction with plasmonic broadband absorbers
从金属纳米结构中提取热载流子在光催化、光化学和光探测等领域有着广泛的应用前景。一个限制是许多金属纳米结构支持单个等离子体共振，因此将光-电荷-载流子活性限制在光谱带。在这里，我们证明了单层的等离子体纳米粒子可以组装在一个多叠层的分层配置，以实现宽带，近单位的光吸收，这是空间定位在纳米粒子层。我们表明，这种增强的吸光度导致$\sim$ 40倍的增加，在光子-电子转换效率的等离子体纳米结构。我们开发了一个模型，成功地捕捉到这些结构中的等离子体激元热电子电荷产生和分离的基本物理。该模型还使我们能够建立有效的热载流子提取仅限于具有高于肖特基结能量的光子和金属纳米颗粒的局部光吸收重叠的光谱区域。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Lattice dynamics in the conformational environment of multilayered hexagonal boron nitride (h-BN) conveys to peculiar infrared optical responses
六方氮化硼（h-BN）纳米结构中的堆叠失配影响其光子、机械和热性能。为了获得有关层状系综的堆叠配置的信息，需要高度复杂的技术，如X射线光电子能谱或电子显微镜。在这里，相反，通过利用h-BN的几何和化学性质，我们展示了如何简单的结构模型，基于缩短的晶面间距，可以产生有效的电荷密度。在晶格动力学描述的非分析部分中考虑这些，使得可以访问有关通过红外光谱表征的实验样品中不同堆叠变体的组成的信息。结果是用密度泛函理论得到的，并通过各种泛函和赝势近似得到证实。尽管该方法是在h-BN上显示的，但结论更普遍，并显示了有效的介电模型如何被认为是任何层状材料振动结构的有价值的理论途径。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantifying Crystallographic Orientation Effects on Tunneling Magnetoresistance via Transfer Matrix and Simulation
本研究利用转移矩阵方法构建取向特定矩阵，系统研究不同晶体取向对隧穿磁阻的调制作用，为理解取向依赖的电子态和界面特性提供框架。
2024-11-09 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
