High-harmonic generation in graphene under the application of a DC electric current: From perturbative to nonperturbative regimes
本研究结合量子主方程与玻尔兹曼方程，提出统一计算石墨烯在直流电流下激光驱动动力学的数值方法，揭示了直流电流等外参数对HHG谱的调控作用及对称性破缺机制。
2024-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Bifurcation of laser-dressed band extrema in solids under intense low-frequency fields
Voronezh State University（沃罗涅日国立大学）；Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院西安光学精密机械研究所）；Peking University（北京大学）；A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院阿·瓦·加波诺夫-格列霍夫应用物理研究所）
本文证明强低频激光场可使晶体带间能隙极值发生分岔，通过非微扰对角化推导四次规范形式，识别出斯塔克与能带曲率贡献的微观机制，并在Kronig-Penney模型中验证，产生额外范霍夫特征。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Formation of Néel Type Skyrmions in an Antidot Lattice with Perpendicular Magnetic Anisotropy
磁性Skyrmions是在具有面外各向异性的磁性薄膜中发现的类粒子手性自旋织构，被认为是下一代数据存储器件中潜在的信息载体。尽管对skyrmions的性质及其动态特性进行了深入的研究，但仍有几个关键挑战需要解决。特别是在室温下Skyrmion的可重复产生、稳定和限制。在这里，我们提出了一种方法，用于捕获纳米尺寸的磁性skyrmions在阵列的磁性拓扑缺陷的反点晶格的形式。利用微磁学模拟，我们阐明了反点晶格中skyrmion的形成，并表明捕获依赖于反点晶格参数。扫描透射X射线显微镜测量证实了这种行为。这一证明，一个磁性antidot晶格可以实现作为主机捕捉skyrmion和skyrmion为基础的设备的实验研究提供了一个新的平台。
2019-10-10 cond-mat.mes-hall
Modulating dichroism and optical conductivity in bilayer graphene under intense electromagnetic field irradiation
本研究基于 Floquet-Bloch 定理与四能带模型，揭示了强垂直激光场下双层石墨烯能带结构改变对光电导的调制作用，阐明了线偏振与圆偏振场分别诱导线二色性与圆二色性，并实现谷选择性泵浦的机制。
2024-03-26 cond-mat.mes-hall
Polarized light emission from graphene induced by terahertz pulses
实验研究了石墨烯在单周期太赫兹脉冲辐照下的自发光发射，并从理论上进行了解释。我们发现发射光子的偏振方向主要垂直于太赫兹脉冲的电场，这证明太赫兹场不仅加热了电子，而且产生了强烈的非平衡动量分布。测量的光谱和偏振各向异性与数值模拟结果的比较使我们能够估计石墨烯中电子的动量各向同性时间为~25 fs，并粗略地重建k空间中的分布函数演化。
2022-04-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory of nonlinear cyclotron resonance in quasi-two-dimensional electron systems
在垂直于二维平面的强磁场作用下，建立了二维半导体在直流电场和太赫兹（THz）频率的强交流电场影响下的稳态电子输运和光吸收的动量和能量平衡方程.应用这些方程研究了Faraday几何中GaAs异质结构的远红外透射和太赫兹辐射诱导光电导中的强度相关回旋共振（CR）。我们发现，当太赫兹场强度在某一临界值以上或以下增加时，透射率的CR峰和线形呈现出不同的强度依赖性。但是，光电阻率的CR总是随着太赫兹场强度的增加而增强。这些结果与实验观察定性一致。我们已经阐明，在光电导CR不仅是电子加热的结果，但也来自于光子辅助散射增强，特别是在高温下。强太赫兹场对磁偏置二维半导体的法拉第角和椭圆率的影响也已被证明。
2003-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of the Triplet State on the Random Telegraph Signal in Si n-MOSFETs
我们报告的静态磁场依赖的随机电报信号（RTS）在亚微米硅n-金属氧化物-半导体场效应晶体管。利用强磁场和$^{3}$ He温度，我们发现当磁场从0增加到12 T时，特征时间比变化了3个数量级。类似的行为被发现时，静态场是在平面内或垂直于二维电子气。实验数据可以用包含俘获中心三重态和沟道电子气极化的模型来解释。
2005-12-29 cond-mat.mes-hall
Colossal Spontaneous Hall Effect and Emergent Magnetism in KTaO$_3$ Two-Dimensional Electron Gases
最近人们对在KTaO $_3$（KTO）的表面和界面处形成的二维电子气（2DEG）产生了强烈的兴趣，发现了在明显高于基于SrTiO $_3$（STO）的类似2DEG的温度下的超导性。在这里，我们表明，KTO 2DEG抑制超导性的条件下制造的显示出大的自发霍尔效应在低温下。横向响应在施加的垂直磁场中是不对称的，并且在毫开尔文温度下变得滞后。磁滞是由于从本地Ta $^{4+}$时刻所产生的长程磁序。然而，数据的最显著特征是横向响应的不对称性和在零场处的大的自发横向电阻，其可以是纵向电阻的显著部分并且取决于晶体取向。这两种效应都是由于存在的横向响应是对称的垂直场的主要贡献，这表明其起源是拓扑性质。我们认为，这一贡献来自贝里曲率偶极子加上非平衡条件引起的测量电流。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ultrafast Auger spectroscopy of quantum well excitons in a strong magnetic field
从理论上研究了量子阱激子在垂直磁场中的超快非线性光学响应。我们解决的多体相关性起源于朗道能级（LL）之间的电子散射的作用。在线性光学响应中，如果磁场足够强，则涉及LL间跃迁的过程被抑制。然而，在非线性响应，俄歇过程涉及两个光激发电子的LL间散射仍然未被抑制。研究表明，在强磁场中，俄歇散射在相干激子动力学中起主导作用。我们进行了数值计算的三阶四波混频（FWM）偏振，其中包括俄歇过程非微扰。我们发现，LL间散射导致强烈的增强和振荡的负时间延迟的四波混频信号。这些振荡表示通过俄歇过程彼此相关的光学非活性双激子状态之间的量子拍频。
2004-05-01 cond-mat.mes-hall
Creation of nanometric magnetic skyrmions by global application of circularly polarized microwave magnetic field
从理论的角度来看，我们证明了纳米磁性skyrmions创建的应用程序的圆偏振微波磁场的薄板Dzyaloshinskiii-Moriya铁磁体与制造的矩形孔。这种现象是由于旋转磁场产生的垂直于微波极化平面的有效稳定磁场和空穴结构引起的该磁场激发的自旋波的强烈干涉引起的，这引起局部磁化的反转并导致Skyrmion的形成。我们的建议提供了一个新的选择，写或创建的磁纹理的大小是远远小于外部刺激，如磁场，光，微波的斑点大小。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall
Ultrafast and Strong-Field Physics in Graphene-Like Crystals: Bloch Band Topology and High-Harmonic Generation
新出现的可能性，以引导和控制电子运动的子周期时间尺度与强电场，使研究非微扰光学响应和布洛赫带的拓扑性质，起源于贝瑞的三部曲：连接，曲率和相位。本文介绍了一个由少周期强场光激光诱导的二维晶体中非微扰电子动力学的理论框架。在所提出的模型中，与布洛赫带拓扑结构和破缺晶体对称性相关联的表达式自洽地融合在系统的可观测量中，如高次谐波产生（HHG）。这将我们的工作从最近的强驱动系统的HHG计算中挑出来。简而言之，在我们对强场光学机制中的二维材料的理论实验中，我们表明布洛赫带拓扑和对称性破缺以几种方式表现出来：电子波包的动量分辨阿秒干涉测量、带内和带间动力学中的反常和手征速度、反常霍尔电流和对激光波形高度敏感的相应HHG，纵向和横向HHG中的多个平台截止结构，在相对于驱动激光的垂直偏振中偶次谐波的形成，HHG的相图上的奇异跳跃，阿秒啁啾，以及由手征规范场引起的超快谷极化，其对于晶格缺陷和散射是鲁棒的。高次谐波与固态能带几何之间的联系提供了一种通过光学手段对电子能带结构进行全光学重建的方法，并加速了亚飞秒时间尺度上的非平衡Floquet工程、拓扑保护的非线性自旋和边缘电流、谷电子学、量子计算和高温超导的研究。
2021-01-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Role of Anisotropy in Nonlinear Harmonic Generation Across TMD Monolayers
最近的技术允许过渡金属二硫属化物（TMD）单层生长和充分的特点。特别令人感兴趣的是，它们的非线性光学响应为未来的纳米光子器件和技术提供了许多有前途的机会。载流子的色散是三角形弯曲的，导致各向异性的费米表面为低的状态。在本文中，这样的变形的非线性谐波产生的影响进行了研究，考虑紧束缚模型扩展到三阶$\mathbf{k} \cdot \mathbf{p}$。通过精确求解载流子与强超短光脉冲相互作用时的自由载流子动力学，我们以非微扰的方式预测了光生电流，并研究了其谐波成分。我们发现频率和振幅调制的非线性电流在二次和三次模型。此外，我们证明了各向异性引起的调制的高次谐波的强度和谐波交叉的存在，这取决于入射光的偏振。本文提出的方法可以应用于任何一般的有效的双波段模型，并提供了一种途径，以识别签名的电子特征的光学输出。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall
Study of the velocity plateau of Dzyaloshinskii domain walls
我们研究了场驱动的畴壁（DW）的速度在不对称的多层堆叠与垂直磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction），实验和微磁模拟。使用磁光克尔显微镜下的强烈和纳秒长的字段，我们表明，在这些薄膜中的DW传播速度高达数百米/秒，而不是预期的速度下降后，沃克场，一个长的平台，观察到恒定的速度，击穿前。最大速度和速度平台的场范围都强烈地依赖于自发磁化强度和磁化强度的值，以及磁各向异性。微磁模拟再现这些功能在足够宽的带，即使是完美的样品。提出了一个物理模型解释的微观起源的速度平台。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall
High-harmonic fingerprints of sharp spin twists in a chiral soliton lattice
Tohoku University（东北大学）
该研究提出光驱动高次谐波可分辨共面手性孤子晶格的实空间特征，揭示其自旋扭转的晶格尺度结构，为相关磁结构表征提供新方法。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Non-perturbative electron dynamics in crossed fields
在光子辅助隧穿实验中，研究了平行（B_par）或垂直（B_per）施加磁场的半导体结构上的强交流电场。本文研究了在强交流电场F1和倾斜磁场同时作用下双量子阱中的电子动力学。这个问题是处理非微扰的有效质量近似下的含时哈密顿量，并使用Floquet-Fourier形式主义。当B_par=0时，准能谱显示出两种类型的交叉：与不同朗道能级相关的交叉和与动态局域化（DL）相关的交叉，其中电子被限制在其中一个阱中，尽管阱之间存在不可忽略的隧穿。B_par耦合平行和平面内运动，在频谱中产生反交叉。然而，由于我们的方法是非微扰的，我们能够探索整个频率范围。对于高频率，我们重现了著名的结果，完美的DL由零的贝塞尔函数。我们还发现，该系统表现出DL在相同的字段F的值，即使B_par非零，这表明一个隐藏的动力学对称性的系统，我们确定与不同的奇偶操作。电子在不同场值下的返回时间表现出有趣而复杂的行为，也进行了详细的研究。我们发现，较小的频率将DL点移动到较低的场F，更重要的是，产生较差的本地化的字段。我们分析了系统的显式时间演化，监控每个朗道水平返回到给定井的时间，并发现频率降低时的非单调行为。
2002-03-25 cond-mat.mes-hall
Band Structure and Optical Absorption in Multilayer Armchair Graphene Nanoribbons: A Pariser-Parr-Pople Model Study
利用紧束缚和Pariser-Parr-Pople（PPP）模型哈密顿量，研究了多层扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）在有和没有栅偏压时的电子结构和光学响应.特别是，层的数量（$n$）的影响，和垂直于层施加的电场的强度，对于不同类型的边缘对齐，探索其电光特性。作为增加$n$的函数，能隙最初减小，最终对于大的$n$饱和。这些系统中的线性光学吸收的强度也随着$n$的增加而增加，并且关键地取决于入射光的偏振方向和边缘对准的类型。这提供了在实验中确定边缘对准和$n$的性质的有效方式。在存在栅极偏置的情况下，光吸收的强度以非平凡的方式表现。随着场强的增加，窄带的带隙发生红移，而宽带的带隙发生蓝移，对大场强的吸收变弱。然而，对于较小的电场，吸收强度相对于场强表现出更复杂的行为。因此，在多层AGNR中，栅极偏压对光吸收强度的影响与双层石墨烯形成鲜明对比，双层石墨烯仅表现出吸收强度随着电场的增加而增强。
2011-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Analogue Dynamic Schwinger Effect and Non-Perturbative Light Sensing in Lead Halide Perovskites
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）；Aarhus University（奥胡斯大学）；King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
本文证明甲基溴化铅钙钛矿表现出类比动态 Schwinger 效应，并利用该非微扰效应实现了对电场的高灵敏传感及非参量上转换过程的放大，为超宽光谱光探测提供了新途径。
2025-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Frequency-based nanoparticle sensing over large field ranges using the ferromagnetic resonances of a magnetic nanodisc
使用有限元微磁学模拟，我们研究了如何在薄磁盘垂直各向异性的静磁耦合到磁性纳米粒子的影响，共振磁化动力学。我们确定共振模式内的光盘使用直接磁本征模计算和研究它们的频率和配置文件是如何改变的纳米粒子的杂散磁场。我们证明，粒子可以产生的位移超过最近研究的自旋扭矩振荡器设备的共振线宽的光盘的基本模式的共振频率。重要的是，它表明，模拟的移位可以保持在大的字段范围内（这里高达1T）。这是因为共振动力学（此处纳米颗粒检测的基础）直接响应于纳米颗粒杂散场，即检测不依赖于纳米颗粒引起的对盘的磁基态的改变。这样做的结果是，在小的光盘粒子分离的情况下，对粒子的灵敏度是高度模式和粒子位置相关的，当强烈的杂散场直接位于粒子下方时，频率偏移最大化，可以作用于大部分正在经历高振幅进动的光盘自旋。
2016-07-31 cond-mat.mes-hall
