Semiclassical dynamics of Dirac and Weyl particles in rotating coordinates
建立了有外电磁场和整体转动时Dirac粒子的半经典动力学理论。为了给出狄拉克粒子的哈密顿形式，提出了一种辛二形式，即自旋指数矩阵。在螺旋度基础上得到了狄拉克粒子的粒子数和电流密度。按照类似的程序，Weyl粒子的半经典动力学理论完成。结果表明，外尔和狄拉克粒子的相空间动力学是直接联系在一起的。计算了由外磁场和坐标系的角速度引起的反常手征效应。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Semiclassical dynamics and transport of the Dirac spin
利用狄拉克电子模型，建立了自旋动力学和输运的半经典理论。这是通过从正能量电子带构造波包，并研究其结构和质心运动来实现的。波包具有等于康普顿波长的最小尺寸，并且具有关于平均自旋角动量的自转，这产生自旋磁矩。质心运动中的几何规范结构提供了自旋轨道耦合和各种Yafet项的自然解释。讨论了自旋霍尔效应和自旋能斯特效应的应用。
2009-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Diffraction catastrophes and semiclassical quantum mechanics for Veselago lensing in graphene
我们研究了三角形翘曲对石墨烯n-p结电子聚焦的影响。我们发现，完美的聚焦，这是预测无质量狄拉克费米子，只保留一个特定的样品取向。在一般情况下，三角形翘曲导致尖焦散的形成，石墨烯的两个谷的焦点位置不同。我们开发了一个半经典理论来计算这些位置，并找到了很好的协议与紧束缚模拟。考虑到透射率是势能强度的函数，我们发现三角弯曲将单个狄拉克峰分裂成两个不同的峰，导致谷极化。我们得到的传输曲线从紧束缚模拟，并发现它们是在非常好的协议与台球模型，采用三角翘曲的结果。此外，我们的半经典理论准确地预测了透射最大值的位置和峰宽的标度。我们的半经典分析可以很容易地进行到其他狄拉克材料，通常有不同的费米表面扭曲。
2017-03-26 cond-mat.mes-hall
Semiclassical approach to 2d impurity bound states in Dirac systems
California Institute of Technology（加州理工学院）；McGill University（麦吉尔大学）
本文提出了一种半经典方法，用于分析二维狄拉克系统中杂质束缚态问题，通过格林函数将高维问题转化为一维问题，并应用于拓扑绝缘体等场景。
2013-08-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Covariant conservation laws and the spin Hall effect in Dirac-Rashba systems
我们提出了一个理论分析的二维Dirac-Rashba系统中存在的障碍和外部扰动。我们揭示了一组精确的对称关系（沃德恒等式），施加强约束的狄拉克费米子的自旋动力学受到邻近诱导的相互作用。这使我们能够证明，一个任意稀释浓度的标量杂质的非平衡自旋霍尔电流的总抑制时，只有Rashba自旋轨道耦合存在的结果。值得注意的是，一个有限的自旋霍尔电导率恢复时，最小的Dirac-Rashba模型补充了自旋谷相互作用。沃德恒等式提供了一个系统的方法来预测出现的自旋霍尔效应在更广泛的类的实验相关的Dirac-Rashba系统，并代表了一个重要的基准测试数值方法的有效性。
2017-12-20 cond-mat.mes-hall
A Semiclassical Kinetic Theory of Dirac Particles and Thomas Precession
本文用矩阵微分形式方法研究狄拉克费米子的动力学理论。它是基于辛形式的狄拉克方程的正能量解的半经典波包建立。一个令人满意的定义的分布矩阵元素的基础上工作的螺旋度是对角的，这也是需要达到无质量的限制。我们表明，运动学托马斯进动修正可以直接研究在这种方法。它的贡献与贝瑞规范场相等。事实上，在运动方程中，它消除了由贝里规范场产生的项。
2015-08-04 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Semiclassical Approach to the Physics of Smooth Superlattice Potentials in Graphene
由于狄拉克方程的手征性质，电超晶格（SL）的叠加可以在能谱的费米面上打开新的狄拉克点。这些导致新的低激发物理现象。这种系统的典型示例是具有对称单向SL的中性石墨烯。我们在这里表明，在光滑SL，半经典近似粒子提供了一个很好的数学描述。由于单向势的一维性质，波函数描述导致能量本征值的广义玻尔-索末菲量子化条件。为了铺平道路的半经典方法的应用到二维SL一般，我们比较这些能量本征值与数值计算得到的，并通过光束分裂技术从半经典Gutzwiller轨迹公式的结果。最后，我们计算弹道电导率在一般点对称单向SL与一个电子和一个空穴区域的基本细胞显示只有克莱因散射的半经典波函数。
2013-10-21 cond-mat.mes-hall
Semiclassical spin transport in spin-orbit-coupled systems
这篇文章讨论了自旋轨道相互作用系统中的自旋输运，以及如何在半经典图像中理解它。我将首先介绍自旋输运的半经典波包描述，它解释了载流子的微观运动如何产生自旋流。由于自旋不守恒，自旋流的定义具有一定的任意性。第二部分从密度矩阵的角度简要介绍了自旋输运和自旋进动之间的关系以及散射的重要作用。
2009-04-13 cond-mat.mes-hall
Bound states in inhomogeneous magnetic field in graphene: a semiclassical approach
我们推导了石墨烯单层和双层系统的半经典量子化方程，其中激发被施加的非均匀磁场限制。的重要性的半经典阶段，一个后果的旋量性质的激发，指出。半经典本征能与基于石墨烯的Dirac方程的量子力学计算结果以及与数值紧束缚计算的结果显示出良好的一致性。
2008-05-16 cond-mat.mes-hall
Developing a semiclassical Wentzel-Kramers-Brillouin theory for $α-\mathcal{T}_3$ model
我们发展了一个完整的半经典Wentzel-Kramers-Brillouin（WKB）理论，用于描述广泛存在的一类赝自旋为1的Dirac锥材料的$α-\mathcal{T}_3$模型.通过对所求的波函数进行普朗克常量$\hbar$的幂级数展开，得到了计算半经典电子在$α-\mathcal{T}_3$中的电子性质和输运性质所需的关键量--首阶展开项.我们导出了连续两级波函数展开式之间的输运方程，并求解它们，得到了一级WKB波函数。我们还讨论了所获得的近似的适用性，以及如何将这些结果可以用来调查各种隧道和传输性能的$α-\mathcal{T}_3$材料与非平凡的潜在档案。我们的研究结果也可能有助于构建电子器件和晶体管的基础上创新的平带狄拉克材料。
2022-05-07 cond-mat.mes-hall
Symmetry breaking and (pseudo)spin polarization in Veselago lenses for massless Dirac fermions
研究了具有一定极化的电子源对无质量狄拉克费米子在n-p结中的Veselago透镜效应。这种极化对应于石墨烯的赝自旋和拓扑绝缘体的实自旋。无论是对于一个点源和注入到一个样品通过一个狭窄的铅，我们发现，偏振导致空间对称性破缺。对于格林函数，这会导致垂直位移，甚至完全消失的主焦点，这取决于确切的偏振。对于通过导线的注入，它导致正负横向动量发射的电流量之间的差异。我们使用半经典近似详细研究这两个系统。通过与精确解的比较，我们确定半经典方法为研究这些系统提供了一种非常有效的方法。对于格林函数，我们推导出一个易于使用的主焦点垂直位移的解析公式。对于电流注入通过铅，我们使用半经典的方法来确定两种不同的散射制度。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall
Semiclassical theory of potential scattering for massless Dirac fermions
在本文中，我们研究了二维无质量狄拉克费米子与依赖于单个笛卡尔变量的势的散射。根据入射粒子的能量及其入射角，存在三种不同的散射状态。为了找到这些区域中的反射和透射系数，我们应用Wentzel-Kramers-Brillouin（WKB），也称为半经典近似。我们使用比较方程的方法，我们的预测扩展到近正入射，传统的WKB方法应修改，由于退化的转折点。我们比较我们的结果数值计算，并找到很好的协议。
2013-04-29 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Semiclassical Boltzmann transport theory of few-layer black phosphorus in various phases
黑磷（BP）是一种由磷原子组成的二维范德华层状材料，由于其可调的能带隙（甚至可调到负值）和高度各向异性的电子结构，近年来成为研究最活跃的二维材料之一。根据带隙调谐参数的符号，少层BP可以处于带隙绝缘体相、无带隙狄拉克半金属相或两相之间的无带隙半狄拉克转变点。利用完全各向异性的多带玻尔兹曼输运理论，通过改变带隙调谐参数，系统地研究了少层BP的直流电导率随载流子密度和温度的变化规律，确定了各相对应的特征密度和温度依赖关系.
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Berry-Phase Breakdown and Semiclassical Reconciliation in Topological Dirac Fock-Darwin states
Key Laboratory of Polar Materials and Devices (MOE) and Department of Electronics, East China Normal University（极化材料与器件教育部重点实验室与电子学系，华东师范大学）
研究拓扑绝缘体表面圆环n-junction中Dirac费米子类人工原子（Fock-Darwin态）的Berry相切换失效现象，揭示电子-空穴核心壳层结构在临界点附近演变，通过半经典方法调和理论与实验结果。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiclassical analysis of intraband collective excitations in a two-dimensional electron gas with Dirac spectrum
通过求解描述二维电子Dirac谱的半经典方程的初值问题，我们发现电子的集体激发是由几个不同的振荡分量组成的。等离子体中总是存在着具有已知等离子体频率$ω_{pl}(k)$的持续振荡。此外，还存在“载波频率”$ω= v_Fk$根据幂律随时间缓慢衰减的振荡（$v_F$和$k$是费米速度和波矢量）。这些振荡开始的原因具有与狄拉克电子极化函数分支相关的基本特征。强各向异性的初始扰动的电子分布产生额外的组件的无阻尼振荡的形式的电子单向束，这是范坎彭的模式在狄拉克等离子体。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Semiclassical transport in two-dimensional Dirac materials with spatially variable tilt
本文用玻尔兹曼理论研究倾斜随空间变化的二维狄拉克材料，发现由时空几何诱导的几何平面霍尔效应，并指出零偏压电流可探测太赫兹辐射。
2024-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci gr-qc
Semiclassical perspective on Landau levels and Hall conductivity in an anisotropic Cubic Dirac Semi-Metal and the peculiar case of star-shaped classical orbits
本研究针对恒定磁场下的各向异性立方狄拉克半金属，通过精确求解、微扰与半经典方法分析其朗道能级与霍尔电导率特征，发现各向同性与各向异性情形下均存在Eₙ∝n^(3/2)的标度关系及相似实验特征，还揭示了最大各向异性下相空间的星形弱局域轨道。
2024-04-27 cond-mat.mes-hall
Magnetophonon spectroscopy of Dirac Fermion scattering by transverse and longitudinal acoustic phonons in graphene
最近观察到的磁声子共振在石墨烯的磁阻研究使用久保形式主义。这种分析提供了一个定量拟合的实验数据在很宽的范围内的载流子密度。它证明了由低能量横向声学（TA）模式声子的载流子散射的优势：磁声子共振振幅是显着强的TA模式比纵向声学（LA）模式。我们表明，LA和TA声子速度和电子-声子耦合强度确定的磁声子共振测量也提供了一个很好的拟合电阻率在零磁场在4-150 K的温度范围内的测量依赖性。石墨烯中磁声子共振的半经典描述示出的磁振荡周期对载流子密度的依赖性提供了一个简单的物理解释。讨论了量子计算与半经典模型的对应关系。
2019-05-29 cond-mat.mes-hall
Decay of semiclassical massless Dirac fermions from integrable and chaotic cavities
传统的电磁波微激光需要（1）高$Q$腔和（2）定向发射的机制。以前的理论和实验工作表明，这两个要求可以满足变形的电介质腔，产生混沌射线动力学。在石墨烯或其光子对应物中的无质量狄拉克旋量波是否可能表现出类似的行为？直觉上，由于没有相关的无质量自旋1/2粒子的后向散射和克莱因隧穿，将波长时间限制在腔中似乎是不可行的。使腔变形以产生经典混沌将使限制更加困难。研究了自旋1/2波在标量势垒腔中的衰减，发现存在一个折射率区间，在这个区间中，无质量自旋1/2波的平均寿命可以达到电磁波的平均寿命，对于可积腔和混沌腔。我们还发现与电磁波和无质量自旋1/2粒子的平均逃逸时间与该区间外的指数之间的比值的标度律。标度律的成立与经典动力学的性质无关。所有结果都得到了数值验证。这些发现为狄拉克电子光学的新兴领域提供了新的见解，并在使用二维狄拉克材料开发非常规电子学方面具有潜在的应用价值。
2018-09-05 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Enhanced anomalous Nernst effect in disordered Dirac and Weyl materials
我们使用半经典方法分析了狄拉克和外尔半金属的热电响应，重点是由于斜散射和侧跳的外在贡献。我们的研究结果适用于铁磁狄拉克材料，如Fe $_3$ Sn $_2$，Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的线性响应能斯特效应和单层石墨烯hBN与三角翘曲的二阶响应。我们的分析表明，非本征贡献可以是一个显着的组成部分，异常能斯特响应，并用来解释增强的热电响应。
2020-08-18 cond-mat.mes-hall
Semiclassical quantization of electrons in magnetic fields: the generalized Peierls substitution
对于电子在磁场中的半经典处理，必须考虑一个考虑了Berry相位项的广义Peierls代换。这种替换是正确确定半经典运动方程以及能级的半经典玻尔-索末菲量子化条件的基本要素。导出了截面积的一般表达式，并作为计算Bloch和Dirac电子能级的例子。
2008-08-05 cond-mat.mes-hall hep-th
Dirac-Schrodinger transformations in contacted graphene structures
在触点和石墨烯之间的界面处，控制电子传播的数学方程从薛定谔方程转变为狄拉克方程。在这样一个界面上的电流几率守恒条件并不能唯一地决定量子波函数的边界条件。我们讨论了边界条件的可能形式，确定其对接触式石墨烯结构的透射系数的影响，并建议在具有狄拉克点的光子晶体上的光学实验可以帮助识别，在某些情况下，石墨烯-电极界面处的适当边界条件。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Dirac quantum kinetic equation: minimal conductivity revisited
用于描述狄拉克系统的动力学方程没有充分考虑在狄拉克点附近起重要作用的两个特征：（i）自旋自由度，特别是当自旋翻转能量$2 vp$不再大时;（ii）由于费米波长大，半经典近似失效。在我们的工作中，我们提出了一个新的量子动力学方程，它没有这两个缺点。利用它在短程无序的存在下，我们展示了它如何预测正确的最小电导率在二维狄拉克系统，到目前为止，只有通过其他方法，如久保公式得到的结果。所提出的动力学方程的性质开辟了深量子甚至强关联狄拉克系统的动力学描述的可能性。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall
Electronic optics in graphene in the semiclassical approximation
我们研究了Dirac电子在光滑静电势和质量依赖于坐标的石墨烯中的势垒上散射。我们假设势和质量是足够光滑的，因此我们可以定义一个小的无量纲半经典参数$h \ll 1$。这种电子光学设置自然会导致聚焦和焦散的形成，焦散是轨迹密度中的奇点。我们构建了一个半经典近似的波函数在所有的点，特别强调焦散附近的区域，其中的强度最大的谎言。由于狄拉克方程的矩阵特征，这个波函数包含一个非平凡的半经典相位，这是标量波方程所不存在的，它影响了聚焦。我们仔细讨论了三个步骤，在我们的半经典方法：绝热减少的矩阵方程的一个有效的标量方程，建设的波函数使用Maslov正则算子和应用程序的一致逼近附近的焦散波函数的积分表达式。我们考虑了几个数值例子，表明我们的半经典结果是非常好的紧束缚计算的结果。特别是，我们表明，半经典阶段可以有一个显着的效果上的位置的焦点和它的强度。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Manipulation of Dirac points in graphene-like crystals
我们回顾了二维晶体中狄拉克点的运动和合并的不同情况。这些不同类型的合并可以根据附着在每个狄拉克点上的缠绕数（拓扑贝瑞相）进行分类。对于每一种情况下，我们计算的朗道能级谱，并表明它可以定量描述的半经典量子化规则的恒定能量区。这种量子化取决于有多少狄拉克点被这些区域包围。我们还强调，不同的情况下，其特点是不同数目的拓扑保护零能量朗道能级
2012-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Large linear magnetoresistance in a new Dirac material BaMnBi2
我们报道了高质量BaMnBi_2单晶的合成，并研究了样品的输运性质。霍尔数据揭示了电子型载流子和迁移率mu（5 K）= 1500 cm ~ 2/Vs。磁化强度的温度依赖性表现出不同于CaMnBi_2或SrMnBi_2的行为，这表明BaMnBi_2可能具有不同的磁结构。角度相关的磁电阻揭示了准二维费米面。在横向磁电阻中观察到了从低场半经典MR-H_2依赖到高场MR-H依赖的交叉。我们的结果表明，各向异性狄拉克费米子态BaMnBi 2。
2016-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical magnetochiral anisotropy and quantum metric in chiral conductors
本文通过手性矩形晶格模型揭示电磁手性各向异性的量子几何起源，发现Dirac态经量子度规显著贡献纵向与横向EMCA，并证明加入自旋轨道耦合可涌现拓扑绝缘体态。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductivity of interacting massless Dirac particles in graphene: Collisionless regime
我们提供了详细的计算。当ω>> T时，在无碰撞极限下，石墨烯中1/r库仑相互作用的无质量狄拉克粒子的电导率。分析了电子的自能、电流顶角函数和极化函数，它们是计算包括交流磁场在内的物理量的基础。通过检查与电荷守恒相关联的Ward-Takahashi恒等式并确保它们在每一步都得到满足来进行电导率。我们采用Veltman和t 'Hooft的维数正则化的变体，取空间维数D=2-ε，其中ε> 0。这里采用的程序产生的电导率校正的结果，而明确地保持电荷守恒定律，然而，从文献中先前报道的结果不同。
2010-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Probing charge pumping and relaxation of the chiral anomaly in a Dirac semimetal
三维Dirac和Weyl半金属的线性带交叉的特征在于电荷手征，即电子自旋与其动量的平行或反平行锁定。据信，这种材料表现出与手性电荷的近守恒相关的${\bf E} \cdot {\bf B}$手性磁效应。在这里，我们使用磁太赫兹光谱研究外延镉$_3$作为$_2$薄膜，并提取其电导率$σ(ω)$作为${\bf E} \cdot {\bf B}$的函数。随着场的应用，我们观察到一个非常尖锐的德鲁德反应，从更广泛的背景中升起。它的出现是一个新的传输通道的一个明确的签名，并与手性响应一致，其光谱重量的净手性电荷和宽度的措施手性物种之间的散射率的措施。场独立性的手征弛豫建立，它是由近似守恒的同位旋，标签的结晶点群表示。
2021-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relation Between the Spin Hall Conductivity and the Spin Chern Number for Dirac-like Systems
介绍了满足类狄拉克方程的物理系统自旋霍尔效应的半经典表述。我们证明了自旋霍尔电导率的主要贡献是由自旋陈数给出的自旋是否在量子水平上是保守的。我们说明了在不存在和存在Rashba自旋轨道耦合项的情况下，石墨烯的Kane-Mele模型内的配方。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Magnetic Breakdown in Twisted Bilayer Graphene
我们考虑扭曲双层石墨烯中的磁击穿，其中电子可以在不同层中的半经典$k$ -空间轨迹之间跳跃。这些轨迹内的双布里渊区构成一个网络，其中的$S$矩阵在每个鞍点被用来模拟不同层之间的隧道。整个网络中半经典波函数的匹配决定了能谱。能量远低于鞍点的半经典轨道是每层狄拉克点的朗道能级。这些连续演变成{ \it both}类电子和类空穴能级以上的鞍点能量。可能的实验签名进行了讨论。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
