Floquet Engineering of Nonequilibrium Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall Effect with Tunable Chern Number
本文提出利用Floquet工程在二维$M$Si$_2$$Z_4$材料中通过圆偏振光实现不依赖磁序的非平衡谷极化量子反常霍尔效应，陈数可通过光参数调至±4，为光调控拓扑相提供了新途径。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley Hall Transport of Photon-Dressed Quasiparticles in 2D Dirac Semiconductors
本文提出了一个强近共振电磁场作用下二维狄拉克半导体中光伏谷相关的霍尔效应理论。我们的理论捕捉和阐明的影响，场诱导的共振带间跃迁和非平衡载流子动力学的谷霍尔运输光子打扮准粒子。泵浦场的非微扰重整化效应体现在光子修饰准粒子的动力学中，其具有由{动力学间隙$δ_η$（$η$是谷指数）}表征的准能谱，其强烈依赖于场的振幅和极化。非平衡载流子分布函数由泵浦场频率$ω$以及带内弛豫时间$τ$与带间复合时间$τ_{\mathrm{rec}}$的比值决定。当（I）所有的弛豫过程都可以忽略时，（II）$τ\ll τ_{\mathrm{rec}}$和（III）$τ\gg τ_{\mathrm{rec}}$，我们得到了三个区域的解析结果，并显示了相应的对$δ_η$和$ω$的渐近依赖性.然后，我们将我们的理论应用到二维过渡金属dichalcogenides，并发现一个强烈的增强谷依赖霍尔电导率的泵浦场频率接近之间的自旋分辨的传导和价带在两个山谷的对过渡能。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Luminescence anomaly of dipolar valley excitons in homobilayer semiconductor moiré superlattices
在扭曲的同质双层过渡金属二硫属化物中，层内和层间谷激子与在莫尔条纹中空间变化的层配置杂交。基态谷激子被捕获在具有相反电偶极子的两个高对称点处的莫尔超晶胞中，形成最近邻偶极吸引的蜂窝超晶格。我们发现，层配置的空间纹理的结果在莫尔陷阱激子的发光异常，其中微小的位移的相互作用显着增加亮度和改变偏振从圆形到线性。在完全填充时，辐射复合主要发生在激子超晶格的边缘和空位处。这种异常也表现在小星系团的级联发射中，产生了偏振纠缠光子链。层间偏置可以将超晶格转换为仅具有排斥相互作用的单轨道三角晶格，其中发光异常可以用来区分分数填充时的有序状态和畴边界。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall
First-Principles Ultrafast Exciton Dynamics and Time-Domain Spectroscopies: Dark-Exciton Mediated Valley Depolarization in Monolayer WSe$_2$
将第一性原理电子-声子（$e$ -ph）相互作用与玻尔兹曼方程相结合的计算使超快载流子和声子动力学的研究成为可能。然而，在具有弱库仑屏蔽的材料中，电子和空穴形成束缚激子，并且它们的散射过程变得相关，这为非平衡物理建模带来了额外的挑战。在这里，我们显示了计算超快激子动力学和相关的时域光谱使用$ab~initio$激子-声子（ex-ph）相互作用与激子玻尔兹曼方程。从非平衡激子布居开始，我们开发了考虑电子空穴相关性的时域吸收和光电发射光谱的模拟。我们用这种方法来研究单层WSe $_2$，我们的计算预测亚皮秒的时间尺度的激子弛豫和谷去极化，并揭示中间暗激子的关键作用。在这项工作中引入的方法，使非平衡动力学和超快光谱的材料与强束缚激子的定量描述。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photogalvanic currents in dynamically gapped Dirac materials
本文利用强驱动下载流子的狄拉克能谱，建立了二维材料中非常规光电流效应的微观理论。作为一个测试床，我们考虑一层过渡金属二硫属化物，暴露在两个不同的电磁场。第一泵浦场是圆偏振的，并且其频率超过材料带隙。它在一个谷（K）中产生了电子和空穴的极不平衡分布，并打开了动力学能隙，而另一个谷（K '）由于谷依赖的带间选择规则而保持空的。第二探测场具有远小于材料带隙的频率。它产生带内扰动的非平衡载流子密度，导致在光电流由于三角不对称的色散。由于能隙的动态打开以及准粒子的态密度和速度的重整化，该电流表现出类似阈值的行为。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall
Magnetic dynamics with Weyl fermions
在非平衡态热力学框架下研究了磁性Weyl半金属中电荷输运和谷自由度与序参量动力学的耦合。除了已建立的山谷相关的传输异常，植根于带结构拓扑结构，我们构建耗散耦合系统的三个动态组成部分驱动的电磁扰动的平衡。我们展示了谷自由度如何介导系统的电荷和磁部门之间的有效耦合，通过手性异常的组合，在电侧，和Onsager配对谷扭矩和泵送，在磁侧。这项工作补充以前的研究磁性外尔半金属的集体耗散的更系统的分析。我们讨论了谷介导的电流驱动的磁不稳定性和电荷泵的几个具体的例子，并扩展到反铁磁的情况下的理论。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall
Spin-layer locking of interlayer excitons trapped in moiré potentials
范德华异质结构为量子材料的设计提供了诱人的机会。例如，过渡金属二硫属化物（TMD）具有三个量子自由度：自旋、谷指数和层指数。此外，扭曲的TMD异质双层可以形成莫尔图案，该莫尔图案根据原子注册来调制电子能带结构，导致层间激子（IX）的空间限制。在这里，我们报告的观察自旋层锁定的IX被困在莫尔电位中形成的异质结构的双层2 H-MoSe $_2$和单层WSe $_2$。锁定电子自旋和层指数的现象导致两个量子限制IX物种具有不同的自旋层谷配置。此外，我们观察到，由于双层TMD的2 H型堆叠特性，三层中的莫尔条纹捕获位点的原子注册表本质上锁定在一起。这些结果确定层指数作为一个有用的自由度工程可调的少能级量子系统的二维异质结构。
2020-06-02 cond-mat.mes-hall
Chiral magnetic effect of hot electrons
我们提出了一种方法来观察非中心对称Weyl半金属在强电场作用下的手征磁效应，通过它们的I-V特性的非线性部分，即在外部磁场中为奇的部分，或在电开路中的磁场中为奇的电压。这种效应依赖于这种材料中的谷选择性加热，这通常会导致非平衡谷人口不平衡。在外加磁场的作用下，这种谷不平衡的外尔半金属通常会沿磁场的方向产生电流--手征磁效应。我们还讨论了一个具体的实验装置来观察手征磁效应的超热电子。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium polariton condensation in biannular optically induced traps
我们报道了非平衡极化激元凝聚在环形有效非厄米势阱中的平均场模型，该势阱源于环形非相干光致激子库。在两个δ函数有效壳层势近似下，求解了线性化的扩展Gross-Pitaevskii方程，并计算了相应的凝聚阈值光抽运功率.在阱参数的多维空间中的凝聚体量子数跃迁的穷举映射，包括拓扑电荷增量的级联，在拓扑结构和可访问的凝聚态的范围上与单环阱的情况有很大的不同。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall
Keldysh field theory of spin- and valley-distinguished polariton nonlinearities in transition-metal dichalcogenide monolayers
Abrikosov Center for Theoretical Physics, Moscow Center for Advanced Studies（阿布里科索夫理论物理中心，莫斯科高等研究中心）；National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)（国立研究核大学MEPhI（莫斯科工程物理学院））；Russian Quantum Center, Skolkovo IC（俄罗斯量子中心，斯科尔科沃创新中心）
本文利用Keldysh路径积分场论方法，推导了考虑所有亮暗激子种类的TMD单层极化激元系统的16种非线性相互作用项，发现谷内暗激子对蓝移的贡献远高于亮激子。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall
Trapped Bose-Einstein condensates with nonlinear coherent modes
本文综述了囚禁原子玻色凝聚体中非线性相干模式的产生方法、物理性质及其在物质波干涉、相变类比、原子压缩纠缠和湍流分类等方面的应用，并提出原子激光定向束流的形成方法。
2023-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Charge, Spin and Valley Hall Effects in Disordered Graphene
上世纪80年代初发现的整数量子霍尔效应，具有$e^2/h$倍数的霍尔电导的高度精确的量子化值，是由磁场和无序驱动的物质的拓扑状态的第一个迷人的表现，并且与非耗散电流的形成有关。2005年，在强自旋轨道耦合和外磁场消失的条件下，人们预言了自旋霍尔效应和量子自旋霍尔效应等新现象。最近，塞曼自旋霍尔效应和谷霍尔拓扑电流的形成已经分别在时间反转或反转破环条件下被引入基于石墨烯的系统。本文从量子输运的二维体系统（通过Kubo形式）和多末端纳米结构（通过Landauer-Büttiker散射和非平衡格林函数方法）的数值模拟的角度，对无序石墨烯中的所有这些霍尔效应进行了全面的综述。与通常的二维电子气相比，石墨烯中缺陷的存在产生了更复杂的电子特征，例如电子-空穴不对称性，缺陷共振或局域杂质态之间的渗透效应，这些特征与额外的自由度（亚晶格赝自旋，谷同位旋）一起带来了更高的复杂度并扩大了输运相图。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
Anomalous valley Hall effect in antiferromagnetic monolayers
反常谷霍尔（AVH）效应是凝聚态物理中的一种基本输运现象。目前对AVH效应的研究主要集中在具有铁磁有序结构的二维晶格上。本文通过模型分析，提出了在反铁磁单层膜中实现AVH效应的一般设计原理，即引入非平衡势破坏PT对称性。利用第一性原理计算，我们通过在铁电单层Sc2CO2上堆叠反铁磁单层MnPSe 3，实现AVH效应，进一步证明了这一设计原理。AVH效应可以通过调节叠加模式得到很好的控制。此外，通过电场反转Sc2CO2的铁电极化，单层MnPSe 3中的AVH效应可以容易地打开或关闭。基本的物理学被详细揭示。我们的发现为探索AVH效应开辟了一个新的研究方向。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-dependent gauge fields for ultracold atoms in square optical superlattices
提出了一个实现超冷费米子原子在态相关正方形光晶格中谷相关规范场的实验方案。我们的方案依赖于两组拉曼激光束来设计由双组分费米子原子填充的相邻位点之间的跳跃。用一组喇曼光束实现了交错π通量晶格，其中两个不等价的狄拉克点附近的低能原子可以用自旋为1/2的狄拉克方程来描述。加入另一组具有合适拉比频率的激光束，进一步调制原子跳跃参数。跳跃调制将在两个谷附近产生符号相反的有效规范势，模仿石墨烯中有趣的应变诱导伪规范场。所提出的谷依赖规范场是可调谐的，为实现量子谷霍尔效应和原子谷电子学提供了一条新的途径。
2014-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Valley-polarized Orbital and Spin Magnetism Induced by Femtosecond Optical Pulses in Two-Dimensional Semiconductors
Uppsala University（乌普萨拉大学）
利用含时密度矩阵方法，研究了圆偏振激光脉冲在具有自旋-轨道耦合的二维带隙狄拉克系统中产生非平衡自旋和轨道磁性的超快过程，揭示了通过光子能量和偏振控制自旋与轨道磁矩的不同机制及其动力学差异。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single photon emitters with polarization and orbital angular momentum locking in monolayer semiconductors
本研究提出在单层过渡金属二硫属化物中，通过应变场约束激子，实现谷-轨道角动量纠缠，并利用其发射偏振-轨道角动量锁定或纠缠的单光子，具有高集成度和可调性，适用于量子信息应用。
2023-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proposal for semiconductor-free negative differential resistance tunnel diode with ultra-high peak-to-valley current ratio
负微分电阻（NDR）隧道二极管是有前途的替代器件的超CMOS计算，因为它们提供了几个潜在的应用时，与晶体管集成。我们提出了一种新的无阻NDR隧道二极管的概念，具有超高的峰谷电流比（PVCR）值。我们提出的负阻二极管由两个冷金属电极组成，由一个薄的绝缘隧道势垒隔开。NDR效应源于冷金属电极的独特电子能带结构，即，费米能级周围的隔离金属带的宽度以及分隔较高和较低能带的能隙确定隧道二极管的电流-电压（$I$ - $V$）特性和PVCR值。通过适当选择冷金属电极材料，可以获得传统的N型或$Λ$型NDR效应。二维（2D）材料为实现所提出的NDR隧道二极管提供了独特的平台。为了证明概念的证明，我们采用非平衡格林函数方法结合密度泛函理论来计算基于2D冷金属的横向（Al I $_2$ /Mg I $_2$ /Al I $_2$）和垂直（NbS $_2$ /h-BN/NbS $_2$）异质结隧道二极管的$V$特性。对于横向隧道二极管，我们获得了$Λ$型NDR效应，在室温下具有10 $^{16}$的超高PVCR值，而垂直隧道二极管表现出常规N型NDR效应，具有约10 $^4$的较小PVCR值。所提出的概念为NDR器件提供了一种无阻容器的解决方案，以实现具有超高PVCR值的期望的$I$ - $V$特性，用于存储器和逻辑应用。
2022-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
