Orbital photoinduced Faraday effect in a lattice of conducting disks
Ioffe Institute（约费研究所）
本研究提出导电圆盘晶格中泵浦诱导法拉第效应的理论机制，源于电子气三阶非线性响应，在等离激元共振下旋转角显著增强，可解释石墨烯圆盘晶格的巨法拉第旋转。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
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
Magnon Waves on Chains of YIG particles: Dispersion Relations, Faraday Rotation, and Power Transmission
本文计算了球形或圆柱形钇铁石榴石（YIG）颗粒周期链上磁振子波的色散关系。我们使用准静态近似，当$kd \ll 1$，其中$k$是波数和$d$粒子间距适当。在这种情况下，由于相邻粒子上的局域磁激发之间的磁偶极-偶极相互作用，色散磁振子波可以沿着链传播。波类似于由相邻金属颗粒上的等离子体激元之间的电偶极-偶极相互作用产生的等离子体激元波。磁振子波可以是纵向（$L$）、横向（$T$）或椭圆偏振的。我们发现线偏振磁振子波在沿链传播时发生法拉第旋转。法拉第旋转的量可以通过改变磁导率张量的非对角分量来调节。我们还讨论了使用这些耦合的磁振子波沿链的无线电力传输的可能性。
2016-05-28 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
Dynamic quantum Kerr effect in circuit quantum electrodynamics
超导量子比特耦合到微波谐振器提供了一个可控的系统，使光-物质相互作用的基础研究。在色散状态下，谐振器中的光子表现出诱导的频率和相移，这些频率和相移在用固定量子比特谐振器失谐测量的谐振器透射谱中显示。在该静态失谐方案中，在远失谐、线性色散状态下测量相移，以避免测量引起的量子位量子态的破坏。在这里，我们探讨了量子比特共振器色散相互作用在更广泛的范围内的失谐，通过使用一个动态的过程中，量子比特跃迁是驱动的。我们使用共振维格纳层析成像来监测相互作用，揭示了不同光子状态的奇异非线性效应，例如，Fock态，相干态，薛定谔猫态，从而证明了量子克尔效应的动态框架。
2011-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exploiting Kerr Cross Non-linearity in Circuit Quantum Electrodynamics for Non-demolition Measurements
我们提出了一个计划的色散读出存储的能量在一个模式的非线性超导微波环形谐振器通过检测的第二模式的频率偏移耦合到第一通过克尔非线性。对称性用于提高器件的响应度，同时最大限度地减少每个模式的自非线性。信噪比的评估表明，该计划将在单光子水平，允许量子非爆破测量的光子数状态的一个模式。从一个简化版本的设备演示的操作原理的实验数据。
2010-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Extrinsic nonlinear Kerr rotation in topological materials under a magnetic field
本文通过磁场下二次谐波产生研究WTe2、WSe2和TaAs等拓扑材料，揭示了外在非线性克尔旋转与晶体对称性及法拉第旋转的关联，并强调其在磁光探测中的重要性。
2023-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magneto-optical Response of 5-SL MnBi$_2$Te$_4$ in Spin-Flip States
Linnaeus University（林奈大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究五层MnBi₂Te₄薄膜中自旋翻转态的磁光响应，揭示其拓扑性质的可调性及复杂拓扑序的微观机制。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Response of the Strongly-Driven Jaynes-Cummings Oscillator
我们分析了强色散区的Jaynes-Cummings量子光学模型。在坏腔极限和短于原子相干时间的时间尺度上，动力学是非线性振荡器的动力学。一个稳态的非微扰半经典分析表现出一个有限的双稳态区域划定的一对临界点，不同于通常的色散双稳态克尔非线性。这一分析解释了我们的量子轨道模拟，表明与电路量子电动力学领域最近的实验定性一致。
2010-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
