Second Harmonic Hall Response in Insulators: Inter-band Quantum Geometry and Breakdown of Kleinman's Conjecture
State Key Laboratory of Quantum Functional Materials, School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学物理科学与技术学院量子功能材料国家重点实验室）；Department of Physics, Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学物理系）
研究揭示了绝缘体中带间量子几何主导的二次谐波Hall响应，并发现其频率色散现象与Kleinman猜想的失效有关，同时预测了双层石墨烯中的巨SHH磁化率。
2025-12-11 cond-mat.mes-hall
Observation of a cyclotron harmonic spike in microwave-induced resistances in ultraclean GaAs/AlGaAs quantum wells
本文报道了在毫米波辐照和弱磁场作用下，在超净（迁移率为3 × 10^7cm ^2/Vs）GaAs/AlGaAs量子阱中观察到的一个巨大的、窄的电阻峰。这样的尖峰叠加在第二谐波微波诱导的电阻振荡（MIRO）上，但具有大于MIRO的300%的幅度，并且典型的FWHM ~50 mK，与朗道能级宽度相当。系统的研究表明，在这些量子阱的尖峰和一个明显的负磁阻之间的相关性，提出了一种机制的基础上的相互作用的强散射体和平滑的无序。或者，尖峰可以被解释为四极共振和高阶回旋跃迁之间的量子干涉的表现，在分离良好的朗道能级。
2010-10-26 cond-mat.mes-hall
Induced by coherent THz-radiation high harmonics generation in bilayer graphene at high Fermi energies
研究了高费米能级下AB型双层石墨烯与相干电磁辐射相互作用的非微扰机制中的高次谐波产生过程。在电子的高费米能区中施加的相干低频辐射场排除了增强高谐波速率的带间跃迁。本文发展的带电载流子与强抽运波相互作用的微观非线性量子理论在布里渊区的狄拉克点附近是有效的。在多光子激发机制下，密度矩阵的Liouville-vonNeumann方程被解析和数值求解。基于数值解，我们研究了任意偏振泵浦光的高次谐波的速率。所得结果表明，双层石墨烯可以作为一种有效的材料，用于产生从太赫兹到中红外频率域的高次谐波，在泵浦波中等强度。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall
Harmonic Content of Strain-induced Potential Modulation in Unidirectional Lateral Superlattices
详细分析了周期为a=92 ~ 184 nm的单向横向超晶格的可压缩性振荡（CO）。傅立叶分析揭示了二次（和三次）谐波以及在足够低的温度下a>=138 nm（184 nm）的基波振荡，表明在电势调制的分布中存在相应的谐波。由于热阻尼因子的低通滤波作用，CO中的谐波表现为幅度缩小的谐波;在适当考虑阻尼效应的情况下，发现调制电位的谐波幅度V_2和V_3约为基波分量V_1的30%，尽管周期a与二维电子气（2DEG）距表面的深度d = 99 nm的比值很小。V_n对a的依赖性表明基波分量起源于表面，而高次谐波则是由穿透到次表面的应变效应引起的。因此，高次谐波的操纵提供了一种有用的技术，将小长度尺度调制引入到位于晶片内部深处的高迁移率2DEG中。
2005-05-19 cond-mat.mes-hall
Domain wall damped harmonic oscillations induced by curvature gradients in elliptical magnetic nanowires
了解磁纳米线（NW）中的畴壁（DW）动力学对于要求使用DW作为信息载体的基于自旋电子学的应用至关重要。本文研究了在自旋极化电流和外磁场作用下，DW沿椭圆形NW弯曲方向的位移动力学。我们的研究结果表明，曲率梯度诱导的交换驱动的有效切向场负责钉扎DW附近的NW中的最大曲率点。DW平衡位置取决于外部激励产生的力矩与曲率诱导的有效场之间的竞争。当外界刺激低于一定阈值时，DW在平衡位置附近遵循阻尼谐波振荡。在此阈值以上，DW位移沿NW振荡平移运动。
2022-05-11 cond-mat.mes-hall
Microwave-induced zero-resistance" states and second-harmonic generation in an ultraclean two-dimensional electron gas
微波诱导电阻振荡（MIRO）和“零电阻”态（ZRS）是2001-2003年在超净二维电子系统中发现的，引起了研究者的极大兴趣。2011年，一个关于这些现象的综合理论被发展出来：所有实验观察到的相关性都可以自然地用微波作用下二维电子气近接触区域中产生的有质动力的影响来解释。现在，我们表明，相同的近接触的物理过程应该导致另一个非线性电动力学现象-二次谐波产生。我们计算的频率，磁场，迁移率和功率的依赖性的二次谐波强度，并表明，它可以高达~ 0.5 mW/cm 2在现实的实验条件下。本文的一部分致力于进一步讨论MIRO/ZRS现象：我们解释了有质动力理论如何解释不同的实验细节，包括那些在2011年不知道的，并批判性地讨论替代理论。
2013-08-22 cond-mat.mes-hall
Comments on the formula to extract current-induced torques from the harmonic Hall voltage measurements
The University of Tokyo（东京大学）；Research Institute of Electrical Communication (RIEC), Tohoku University（东北大学电气通信研究所）；Trans-Scale Quantum Science Institute (TSQS), The University of Tokyo（东京大学跨尺度量子科学研究所）
本文针对谐波霍尔电压测量中提取电流诱导扭矩的公式分歧问题，澄清了因子二的来源并提出了正确形式的拟合公式。
2026-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal magnetic-field-induced second harmonic generation of exciton polaritons in ZnSe
本文首次在ZnSe体晶体的1S激子-极化激元共振上实验观测到Voigt几何下磁场诱导的非互易二次谐波产生，并通过晶体学与磁场诱导信号的干涉机制及唯象和微观模型进行了解释。
2025-07-16 cond-mat.mes-hall
Doping Induced Second Harmonic Generation in Centrosymmetric Graphene from Quadrupole Response
对于中心对称的材料，如单层石墨烯，通常预期没有光学二次谐波产生（SHG），因为它在电偶极子近似下是禁止的。然而，我们观察到一个强大的，掺杂诱导的SHG从石墨烯，其最高强度可比的电偶极子允许在非中心对称的二维材料的SHG。这种新型的二次谐波具有电四极响应的性质，这是由于面内光子波矢量的光学修整有效地破坏了反转对称性而产生的。更值得注意的是，SHG被载流子掺杂或化学势广泛调谐，在费米边缘共振处急剧增强，但在电荷中性点处消失，这表明了无质量狄拉克费米子的电子-空穴对称性。石墨烯中的惊人行为，这也应该出现在石墨烯类狄拉克材料中，扩展了非线性光学的范围，并拥有新的光电和光子应用的希望。
2018-12-29 cond-mat.mes-hall
Photocurrent-induced harmonics in nanostructures
本文揭示了强场中电子隧穿电离及加速机制在金属纳米结构中诱导产生谐波，并展示了局部场梯度对谐波的影响，从而揭示电子在连续态的初始速度。
2024-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Second harmonic generation in multilayer graphene induced by direct electric current
研究了直流电流作用下多层石墨烯薄膜的光学二次谐波产生。石墨烯层通过化学气相沉积（CVD）技术制造并沉积在氧化的Si（001）衬底上。在没有直流电流的情况下，石墨烯层的SHG强度可以忽略不计，而随着电流的施加，SHG强度急剧增加。电流引起的二次谐波强度的变化与电流幅值成线性关系，当电流方向相反时，二次谐波强度的符号发生变化。所观察到的效果被解释在从Si表面反射的二次谐波辐射的干扰和多层石墨烯中的直流电流引起的。
2012-03-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Edge-state-induced correlation effects in two-color high-harmonic generation
我们表明，双色高次谐波光谱可以揭示有限尺寸和边缘态诱导的动态电子相关效应在一个通用的纳米结构带隙材料。相比，散装样品的响应，我们证明了一个显着的相关性诱导的增加，在很宽的频率范围内所产生的信号的效率，通过利用这些超快多电子动力学的权力。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Disorder-induced effects in high-harmonic generation process in fullerene molecules
本文研究安德森无序对反演对称富勒烯分子高次谐波光谱的影响，发现无序解除简并增强谐波发射，且对角无序下二次谐波强度与无序强度呈二次方标度，可据此测量无序类型与强度。
2023-09-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Geometry-based circulation of local thermal current in quantum harmonic and Bose Hubbard systems
利用简单的三角形多路径几何，通过Redfield量子主方程（RQME）和Lindblad量子主方程（LQME）建立的声子玻色哈伯德模型（BHM）的谐波耦合，证明了局域热流稳态内循环的几何机制.在不同温度下的两个水库的驱动下，这两个系统可以表现出一个非典型的局部热流流动的总电流。然而，总热流表现正常。虽然谐振耦合量子振子的RQME允许解析解，但相互作用BHM的LQME可以数值求解。在这两个系统中基于几何的循环的出现证明了该机制的普遍性和鲁棒性。在高温极限下，结果与经典结果一致，证实了基于几何的循环跨越量子和经典边界的普遍性。可能的实验影响和应用进行了简要讨论。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Multiple-pulse lasing from an optically induced harmonic confinement in a highly photoexcited microcavity
本文报道了在室温下，在高度光激发的半导体微腔中，观察到了光致约束中的宏观简谐态。即使在弱耦合等离子体极限下，空间光调制折射率的变化也会导致量子化能量高达4 meV的微米级光学势中谐波态的可视化。我们表征的谐波状态的时间演化直接从随之而来的脉冲辐射，并确定顺序多个$\sim$ 10 ps脉冲激光与不同的发射角度和频率。
2015-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Terahertz-induced high-order harmonic generation and nonlinear charge transport in graphene
基于弛豫时间近似下的量子主方程，对石墨烯中太赫兹波诱导的高次谐波产生和非线性电输运进行了理论研究。为了获得微观洞察的现象，我们比较的结果与准静态近似下，电子系统近似为一个非平衡稳态的完全动力学计算。结果表明，石墨烯中的太赫兹诱导电子动力学可以用非平衡稳态精确地模拟。布居分布分析进一步阐明了石墨烯中的太赫兹诱导的HHG源于由于布里渊区中电子的大位移而导致的有效电导率的降低。通过比较目前的非平衡图像与热力学图像，我们探讨了电子动力学的非平衡性质的极端非线性光学和输运现象在石墨烯中的作用。
2022-08-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Edge-state and bulk-like laser-induced correlation effects in high-harmonic generation from a linear chain
我们探讨了单红外脉冲和真空紫外泵浦-红外探测高次谐波方案中，一般带隙材料的线性链模型中激光诱导相关效应对高次谐波产生（HHG）的意义。我们研究了各种泵浦脉冲激发，和catagorize签名的激光诱导的相关效应分为两类相关的边缘状态和散装效果。边缘态效应的相对重要性随着系统尺寸的增大而减小，而体效应保持不变。我们确定制度，这些影响可能会改变一个数量级的谐波产量，但也可以忽略的地区。我们的特征的相关机制的激光诱导的动力学，使用在一个静态的无场的基础上的电子布居描述，并比较与激光诱导的随时间变化的能量转移的能带结构图片。从这一点，我们提供了一个准则，当考虑激光诱导的电子相关性，并给出了估计的时间尺度，其中激光诱导的电子-电子相互作用可以导致相关的谐波谱的变化。我们发现这个时间尺度是几十飞秒。
2021-06-14 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Band Geometry Induced Third-Harmonic Generation
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Universita‘ di Salerno（萨莱诺大学）
本文提出了一种基于密度矩阵的有限频率量子动力学理论，用于研究带几何、费米面效应和杂质对三次谐波产生的影响，并通过RuO₂材料验证了该理论。
2025-08-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Influence of the Hall-bar geometry on harmonic Hall voltage measurements of spin-orbit torques
谐波霍尔电压测量是一种广泛应用于测量重金属/铁磁体异质结构中自旋轨道感应有效场的定量技术。在霍尔条中的电压拾取线附近，电流是不均匀的，这导致有效场和导出量（例如自旋霍尔角或自旋霍尔电导率）的迄今未量化的减小。在这里，我们提出了一个彻底的分析的影响的电压拾取线的纵横比上的表观自旋霍尔角电流沟道宽度。实验进行了霍尔酒吧与宽范围的纵横比和一个显着减少的自旋霍尔角已经看到在霍尔十字与纵横比为1：1。我们的实验结果证实了有限元模拟的电流。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization induced second harmonic generation in graphene
石墨烯中电子态的谷简并激发了人们对谷相关光学和输运现象的深入研究。虽然已经提出了许多关于如何操纵谷态的建议，但在石墨烯中进行谷极化的实验仍然是一个挑战。在这里，我们开发了一个理论的二次光学谐波产生的石墨烯，并表明，这种效果可以用来衡量的程度和符号的谷偏振。我们表明，在辐射的正常入射，二次谐波产生源于山谷中的载流子布居的不平衡。该效应具有特定的极化依赖性，反映了电子谷的三角对称性，并且当入射光子的能量接近费米能级时，该效应被共振增强。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of third harmonic generation induced by surface lattice resonances in plasmonic metasurfaces
我们实验研究了由中心对称的金纳米棒组成的二维矩形晶格的等离子体超颖表面的三次谐波产生（THG）。通过改变入射角和晶格周期，我们展示了在所涉及的波长的表面晶格共振（SLR）是如何在确定的非线性效应的大小的主要贡献者。当我们以相同或不同的频率一起激发一个以上的SLR时，可以观察到THG的进一步提升。当这种多个共振发生时，观察到有趣的现象，例如沿超表面反向传播表面波的最大THG增强，以及模拟三阶非线性的级联效应。
2022-11-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Long-range correlation-induced effects at high-order harmonic generation on graphene quantum dots
本文研究强近红外激光场下石墨烯量子点的高次谐波产生，采用平均场方法发现长程关联引起截止谐波显著增强，且截止能量与场强幅度平方根成正比，并利用小波变换揭示了其时频精细结构与机制。
2023-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin Josephson diode effect induced by higher-harmonic spin Josephson currents in a diffusive Josephson junction
National Institute of Technology (KOSEN), Fukui College（福井国立技术大学短期大学部）
该研究在带有Rashba金属层的扩散型约瑟夫森结中，通过推导高次谐波自旋约瑟夫森电流的解析表达式，揭示了无需外部磁场即可产生自旋约瑟夫森二极管效应的机制。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multipolar third-harmonic generation driven by optically-induced magnetic resonances
我们分析了高折射率介电纳米粒子的三次谐波产生，并讨论了米氏型光共振附近参数产生的电磁场的基本特征和多极性质。通过结合分析和数值方法，我们研究了磁偶极共振附近的简单纳米粒子几何形状，如球和盘的非线性散射。我们揭示了操纵和引导共振增强的非线性发射与亚波长全介质结构，可以是一个特别感兴趣的非线性光学天线的新设计和工程的磁光学非线性响应在纳米尺度的方法。
2016-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spin-orbit coupling induced ultra-high harmonic generation from magnetic dynamics
最近数据传输率的提高给信息技术带来了巨大的压力。维持这样的增长率需要开发在覆盖从0.1到10 THz（1 THz = 10 $^{12}$ ~Hz）的频率窗口的所谓太赫兹（THz）间隙中工作的源、检测器和系统。由于载波传输延迟（$\sim$ 1- 10 ps），该间隙表示对常规电子器件的挑战，以及由于热波动（300 K $\sim$ 6 THz），该间隙表示对光子器件的挑战。尽管如此，设计高效的室温THz源将构成从高分辨率成像到极宽带无线通信应用的关键推动因素。虽然固体中的高次谐波产生通常限于少于10个谐波，但宽带THz发射已被证明使用由沉积在贵金属顶部的铁磁体组成的磁性双层中的激光诱导超扩散自旋电流。虽然很有前途，但这种技术的主要缺点是需要光泵浦，因此缺乏可扩展性。在这里，我们证明了极高的谐波发射可以通过利用传统的自旋泵浦，而不需要光激发。我们表明，当自旋轨道耦合强度接近的s-d交换能量，强烈的非线性制度导致共振自旋翻转散射发生导致产生的一千个谐波在现实的反铁磁旋进频率，从而提高两个数量级的自旋和电荷动力学，并允许在300太赫兹以上的频率发射。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High harmonic spectroscopy of disorder-induced Anderson localization
波函数在晶格中的指数局域化，无论是在实维还是合成维，都是一种基本的波干涉现象。空间无序引起的布洛赫型函数在空间周期晶格中的局域化称为安德森局域化，它阻止了经典粒子在无序势场中的扩散.在时间周期Floquet晶格中，周期驱动量子系统中的指数局域化类似地阻止了作用角空间中经典混沌对应物的扩散。在这里，我们表明，非线性光学响应允许明确的检测离域和本地化状态之间的无序引起的相变。跃迁的光学特征是出现了严格禁止的偶次谐波：这些谐波是由安德森型本地化，并出现足够强的无序，即使在无场系统中的整体电荷分布空间对称。偶次谐波强度与奇次谐波强度之比作为无序度的函数，即使在能带结构的相关变化小到可以忽略时，也能映射出相变。
2021-01-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Amplitudes of Hall field-induced resistance oscillations with a two-harmonic density of states
Shanghai Institute for Mathematics and Interdisciplinary Sciences (SIMIS)（上海数学与交叉学科研究院）
研究Hall场诱导电阻振荡的强场渐进行为，推导单谐和双谐密度态下的振幅表达式，通过混合核的单积分表示确定奇次谐波系数，验证了 disorder 描述的一致性检查。
2026-04-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Enhancement of high-order harmonic generation in graphene by mid-infrared and terahertz fields
基于量子主方程，理论研究了石墨烯在中红外和太赫兹场下的高次谐波产生，发现通过优化场间夹角，太赫兹场可使中红外诱导的五次和七次谐波分别增强10倍和25倍，该增强主要源于跃迁间的相干耦合。
2023-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Current-induced second harmonic generation in inversion-symmetric Dirac and Weyl semimetals
二次谐波是一种基本的非线性光学现象，广泛应用于材料实验探测和光学器件中。偶阶非线性光学响应包括二次谐波通常需要反转对称性的破缺，因此已被用来研究非中心对称材料。在这里，我们从理论上研究了在直流电流下，通过创建一个非平衡稳态打破反转对称的反转对称狄拉克和Weyl半金属的二次谐波。基于解析和数值计算，我们发现Dirac和Weyl半金属在有限电流作用下表现出很强的二次谐波。我们对狄拉克半金属Cd $_3$ As $_2$和磁性Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$的实验估计表明，在中红外或远红外光下，对于实际应用的电流密度，诱导磁化率$χ^{(2)}$可以达到$10^5~\mathrm{pm}\cdot\mathrm{V}^{-1}$。该值比典型的非线性光学材料大10 $^2$ -10 $^4$倍。我们还讨论了观察电流诱导二次谐波的实验方法，并结合最近的实验对其他拓扑半金属中的电流诱导二次谐波进行了评论。
2020-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
