Coupling Dichroism in Strong-Coupled Chiral Molecule-Plasmon Nanoparticle System
本研究使用RT-TDDFT方法模拟L/D-苯基氨基醇分子与手性铝簇的强耦合系统,揭示了分子与团簇手性对极化激元模式、耦合因子及衰减率的调制作用,为原子尺度手性传感器设计提供依据。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Tunable chirality and circular dichroism of a topological insulator with $ C_{2v} $ symmetry as a function of Rashba and Dresselhaus parameters
偏振敏感器件依赖于超材料来表现出对给定手性的光的不同程度的吸收。拓扑绝缘体(TI)的手征表面态在狄拉克锥附近选择性地吸收右和左圆偏振光,在$ Γ$点处达到其最大值。在这封信中,我们证明了一个带隙开放TI与C $_{2v}$对称性,这是通过Rashba和Dresselhaus哈密顿的组合表示改变优先吸收的左,右圆偏振光允许圆二色性(CD)的平滑变化。CD的这种变化,反映在一系列的积极和消极的价值被证明是一个函数的Rashba和Dresselhaus耦合参数。此外,我们画了一个平行的变化CD和过渡金属dichalcogenides谷电子新兴领域,并注意到手性状态的可能性,作为量子信息处理的基础。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall
Chiral Structured Illumination Microscopy
我们提出了一种基于光学手性工程,荧光检测圆二色性和结构照明显微镜的手性成像模式。在这种方法中,结构化的照明和圆二色性相关的荧光检测的光学手性。通过图像重建,可以在亚衍射极限分辨率下获得手征畴的空间分布。我们从理论上证明了这种方法,并讨论了使用基于远场光学的光学手征工程方法的可行性。
2019-08-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.chem-ph
Reconfigurable chirality with achiral excitonic materials in the strong-coupling regime
介绍了通过手性纳米结构的光学模与分子层或半导体中的激子跃迁的强耦合来操纵光学手性的概念,并从理论上进行了分析。由于手性在化学和生物医学中无处不在,并且对于与高效光操纵相关的技术应用是高度期望的,感测分子的手性或以外部可控方式产生所需光偏振的纳米光子架构的设计具有重大的跨学科重要性。在这里,我们建议,这样的能力可以提供由极化激元杂交产生的模式分裂。从一个具有众所周知的手旋光响应的物体开始-在这里,为了证明概念,手征球-我们表明,与附近激子材料的强耦合产生两个不同的频率区域,这些频率区域保留了物体的手征密度和手性,这通过圆二色性或微分散射色散图中的反交叉最清楚地体现出来。这些窗口可以由激子层的本征性质和相互作用的强度来控制,从而使得能够进行光学手性的制造后操纵。我们的研究结果进一步验证了通过模拟的圆二色性的一个现实的手性架构,即螺旋组装的等离子体纳米球嵌入在共振矩阵。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanophotonic-Enhanced Thermal Circular Dichroism for Chiral Sensing
本研究提出热圆二色性(TCD)用于手性检测,利用手性样品在圆偏振激发下的温差,结合Mie谐振器与阵列的非局域效应,实现超过4个数量级的TCD增强,为超灵敏手性检测奠定基础。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Slant-gap plasmonic nanoantenna for optical chirality enhancement
提出了一种新的用于光学手征工程的具有倾斜缝隙的等离子体纳米天线的设计。在共振时,倾斜间隙提供平行于外部磁场的高度增强的电场,具有90度的相位延迟,导致增强的光学手性。我们通过数值模拟表明,在线性极化激发下,我们的非手性纳米天线可以产生近场增强的光学手征,可以通过倾斜角和共振条件进行调谐。我们的设计可以很容易地实现,并可能会发现在圆二色性增强的应用。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chiral Dichroism in Resonant Metasurfaces with Monoclinic Lattices
该研究提出在单斜晶格共振超表面中,利用晶格不对称和衬底破缺镜面对称性实现手性响应,并通过模式手性参数定量描述晶格手性本征模,实验验证了硅超表面与圆偏振光的选择性线性和非线性手性相互作用。
2024-11-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Uncovering the Maximum Chirality in Dielectric Nanostructures
本研究揭示了介电纳米结构中最大手性源于多极矩与不同圆偏振光的相长和相消干涉,并提出了广义手性多极机制以直接计算圆二色性,为手性纳米结构研究奠定基础。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Faraday Rotation and Circular Dichroism Spectra of Gold and Silver Nanoparticle Aggregates
研究了贵金属纳米粒子团簇的磁光响应。我们考虑粒子的光致偶极子之间的相互作用。在磁场的存在下,最简单的非手性簇,二聚体,表现出圆二色性(CD)。二聚体的CD取决于磁场和光波矢量的方向。稠密星系团的CD对磁场的依赖性很弱。在从簇散射时,具有偏振方位$φ$的入射线偏振光变为椭圆偏振。偏振方位角旋转和椭圆度角变化是$2 φ$的正弦函数。团簇的各向异性和手征性控制了这些正弦函数的振幅和偏移。法拉第旋转和法拉第椭圆率也是$2 φ$的正弦函数。在表面等离子体激元频率附近,法拉第旋转和法拉第椭圆率增大。
2012-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Large Enhancement of Circular Dichroism Using an Embossed Chiral Metamaterial
在手性纳米结构附近,由于与局部超手性场的相互作用,生物分子的圆二色性可以大大增强。先前已经报道了使用具有一些手性性质的平面超材料和非手性纳米颗粒适度增强光学活性。在具有三维排列的手性纳米结构的局部场中可以实现更显著的手性增强。使用压印手性纳米结构设计的手性光学传感,我们测量的圆二色性光谱的两个生物分子,叶绿素A和B,在分子水平上,使用一个简单的偏振分辨反射测量。该实验是第一次实现共振表面增强圆二色性,通过将强手性超材料的手性共振与手性分子的手性共振相匹配来实现,从而从单层手性材料中产生前所未有的大差分CD光谱。
2016-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Circular dichroism in high-order harmonic generation: Heralding topological phases and transitions in Chern insulators
拓扑材料对基础科学和先进技术都很感兴趣,因为拓扑状态对于扰动和耗散是鲁棒的。因此,拓扑不变量的实验检测需求很大,但它仍然极具挑战性。超快激光-物质相互作用,特别是高次谐波产生(HHG),同时,几年前被提出作为探索各种物质目标的结构和动力学性质的工具。在这里,我们表明,由圆偏振激光产生的高次谐波发射信号包含的拓扑相变在范式Haldron模型的签名。除了整体发射率和谐波截止的明显变化之外,高谐波发射还显示出独特的圆二色性,其在拓扑相边界处表现出明显的行为变化。我们的研究结果铺平了道路,通过非线性高次谐波产生光谱学了解拓扑材料中的超快电子-空穴对动力学的基本问题。
2020-07-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Second-harmonic optical circular dichroism of plasmonic chiral helicoid-III nanoparticles
虽然等离子体粒子可以在从较低的可见光到近红外的宽光谱范围内提供光学共振,但通常利用对称效应来获得特定的光学响应。通过打破某些空间对称性,手性结构出现并提供对这些等离子体共振的稳健的手性响应。在这里,我们观察到强大的手性L-手螺旋III纳米粒子的线性和非线性光学制度的手征光学响应,并通过一个不对称的因素,所谓的g-因子量化它们。我们计算出两种不同手握光学共振的线性光学g因子为-0.12和-0.43,非线性光学g因子为-1.45和-1.63。结果表明,螺旋-III纳米粒子的手性在非线性区域强烈增强。
2022-02-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hexagonal warping on spin texture, Hall conductivity and circular dichroism of Topological Insulator
由于哈密顿量中的六角弯曲项,当化学势增加到狄拉克点以上时,拓扑绝缘体表面上的拓扑保护电子态可以逐渐地将它们的费米截面从圆形改变为雪花形状。翘曲的另一个效果是改变自旋织构,当通过磁性掺杂包括有限间隙时存在自旋织构,尽管面内自旋分量保持垂直于动量锁定。它还改变轨道磁矩、光吸收矩阵元和圆二色性。我们发现自旋z分量的费米面平均值与Berry相的大小密切相关。即使当哈密顿量除了占主导地位的相对论狄拉克项之外还包括一个次主导的非相对论二次项的动量项(这提供了粒子-空穴不对称性)时,这也成立。在$\left\langle S_z \right\rangle$和二色性之间也存在定性相关性。对于化学势落在价带和导带之间的间隙内的情况,霍尔电导率保持量子化并且不受六边形翘曲项的影响。
2014-04-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Circular Dichroism of Chiral Molecules in DNA- Assembled Plasmonic Hotspots
分子的手性状态在分子识别和生化反应中起着至关重要的作用。正因为如此,并且由于大多数现代药物是手性的事实,灵敏且可靠地检测分子的手性对于药物开发具有极大的意义。大多数天然存在的生物分子在UV范围内表现出圆二色性(CD)。理论研究和一些实验已经证明,当金属表面和手性生物分子非常接近时,这种UV-CD可以转移到等离子体频域。在这里,我们证明了CD转移效应可以通过将手性分子(这里是双链DNA)放置在等离子体热点内来大幅增强。通过使用不同的颗粒类型(金,银,球和棒),并通过利用DNA折纸的多功能性,我们能够系统地研究不同的颗粒距离对CD转移效率的影响,并证明CD转移在整个光谱下降到近红外。为此,纳米棒也被直立放置在我们的DNA折纸片上,以这种方式形成强大的光学天线。理论模型,展示了分子手性和非手性电场之间的复杂关系,支持我们的实验结果。
2019-04-29 cond-mat.mes-hall
Optical properties of helical edge channels in zinc-blende-type topological insulators: Selection rules, circular and linear dichroism, circular and linear photocurrents
我们发展了一个基于锌量子阱的二维拓扑绝缘体螺旋边缘沟道的电子-光子相互作用理论。结果表明,在这种结构中缺乏空间反演对称性,使电偶极光学跃迁之间的自旋分支的拓扑边缘状态。此外,我们证明了与边缘状态和边缘光电流的产生辐射偏振控制的线性和圆二色性。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall
Tunable circular dichroism due to the chiral anomaly in Weyl semimetals
外尔半金属是一种三维无隙拓扑相,其中能带在布里渊区的任意点-外尔节点-相交。这些点携带一个拓扑量子数,称为\emph{chirality},并且总是成对出现相反的手征。手征性的概念导致了手征电荷的反常不守恒,称为\emph{chiral anomaly},根据该概念,电荷可以通过具有非零$\boldsymbol{E}\cdot\boldsymbol{B}$的电磁场在相反手征性的Weyl节点之间泵送。在这里,我们建议探测手性异常通过测量外尔半金属的旋光性通过圆二色性。特别是,我们观察到,施加这样的电磁场在这种状态下,它给它一个非零的回旋系数或霍尔式电导率,这可能是检测到的常规圆二色性实验。这种方法也可以作为一种诊断工具来区分外尔和狄拉克半金属;后者将给出一个空的结果。更一般地说,任何探测与旋光系数具有相同对称性的体关联函数的实验都可以探测到手征异常,也可以区分狄拉克半金属和外尔半金属。
2015-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Terahertz Polarization Conversion from Optical Dichroism in a Topological Dirac Semimetal
拓扑狄拉克半金属(TDSM),如Cd $_3$ As $_2$和Na $_3$ Bi,表现出强的光学二向色性,沿不同的晶轴具有相反的介电常数。然而,这种光学二向色性在基于TDSM的光电子器件的研究中经常被忽视,并且这种光学二向色性是否可以导致在各向同性近似下未发现的独特功能性至今仍然是一个悬而未决的问题。在这里,我们表明,在TDSM的光学二色性导致截然不同的太赫兹(THz)的响应和设备的性能相比,各向同性的情况下。使用有限差分时域模拟的Cd $_3$作为$_2$为基础的超颖表面,我们表明,这种光学二向色性可以导致一个意想不到的太赫兹波偏振转换,即使超颖表面结构保持C $_4$四重旋转对称,一个实际上有用的功能下实现的各向同性模型的TDSM。我们的研究结果具体揭示了各向同性和各向异性介质之间的对比光谱响应,并揭示了各向异性TDSM在太赫兹应用中的能力,不仅导致更准确的器件建模,而且还实现了太赫兹波偏振转换的新途径,而不需要传统偏振转换器中常用的复杂器件形态。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Oscillatory surface dichroism of an insulating topological insulator Bi2Te2Se
利用圆二色角分辨光电子能谱(CD-ARPES)研究了高体绝缘拓扑绝缘体Bi_2 Te_2Se表面上极化光子与拓扑表面态之间的角动量转移效应.光电子二向色性被发现是强烈调制的螺旋光子的频率,包括一个戏剧性的符号翻转。我们的研究结果表明,观察到的二向色性及其符号翻转的后果之间的强耦合的光子场和表面上的狄拉克模式的自旋轨道性质。我们的研究揭示了拓扑表面态的固有二向色性行为,并指出了体绝缘拓扑绝缘体在器件应用中的潜在效用。
2013-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Circular Dichroism in Chiral Multifold Semimetals
本文利用线性响应理论与第一性原理计算,揭示了手性多重半金属中由对称性选择规则决定的拓扑圆二色性,并预测其在CoSi中的出现,证明了非常规费米子的独特光学响应。
2023-09-14 cond-mat.mes-hall
Quantitatively analyzing the mechanism of giant circular dichroism in extrinsic plasmonic chiral nanostructures by the interplay of electric and magnetic dipoles
等离子体手性由于其可调谐的圆二色性和对手性分子信号的增强作用而引起了人们的广泛关注。人们已经提出了不同的机制来解释等离子体CD,然而,一个定量的一个像从头算机制在手性分子中仍然是不可用的。在这项工作中,类似的手性分子的机制进行了分析。从理论上定量研究了等离子体分裂矩形环的巨本征圆二色性。提出了电模式和磁模式的相互作用的亚结构来解释巨CD。的相互作用进行了分析,在一个分析耦合的电磁偶极子模型和有限元方法模型。表面电荷分布表明,分裂矩形环中产生的环形电流使其在某些共振模式下表现出磁子的性质,并与电模式相互作用,导致两种模式的混合。这两种模式的强烈相互作用是导致巨CD的主要原因。对该结构的手性近场分析显示了其在手性分子传感方面的潜在应用。
2015-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chirality of plasmonic metasurfaces with rectangular holes
手性响应在分析化学、极化调控、生物传感等领域具有重要的应用价值。本文系统地研究了一种基于矩形孔洞的手征超颖表面。结果表明,手性与共振基元的大小和取向密切相关。研究发现,该结构的周期总是小于出现手征的波长,这将为手征结构的设计提供良好的依据。更重要的是,CD对谐振单元的取向高度敏感。通过调整旋转角度,不仅可以反转CD,还可以改变结构的对称性,实现手性的调控。在所提出的结构中,手性可以显著增强,并且圆二色性(CD)的最大值可以达到0.76。为了更好地理解这一物理机制,还讨论了LCP波和RCP波的电场分布。本文的工作不仅可以加深对手征超颖表面的理解,而且可以为类似手征超颖表面的设计提供指导。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced Linear Dichroism of Flattened-Edge Black Phosphorus Nanoribbons
黑磷是一种因其蜂窝状晶格结构而在电学和光学性质上具有固有各向异性的材料。光吸收是不同的入射光与线性偏振在扶手椅和锯齿方向(线性二色性)。这些方向也用于切割材料以产生黑磷纳米带。纳米带的边缘通常具有小的重构效应,具有较小的电子效应。在这里,我们展示了扶手椅边缘的重建,它引入了一个新的价带,它取代了起皱的晶格,并增加了可见光谱中的线性二色性。这种线性二向色性的增强是由偏振选择规则解释的,该规则考虑了波函数对反射平面的奇偶性。平坦边缘重构起源于边缘处P原子的手性反转,并且显著地改变了材料的整个光学吸收。扁平边缘在赝自旋电子学、光探测器中具有潜在的应用,并可能在光电子和光子器件中提供新的功能。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall
High spin polarization and circular dichroism of topological surface states on Bi2Te3
拓扑绝缘体已成功地确定了自旋分辨光电发射,但自旋极化仍然很低(~20%)。我们表明,Bi 2 Te 3的间隙表面状态是更接近全自旋极化的测量值达到80%,在费米能级。当与散装杂交时,它仍然高度自旋极化,这可以解释最近不寻常的量子干涉结果Bi 2Se 3。拓扑表面态的光电子角分布显示出较大的圆二色性,其不对称性约为20%,其符号对应于所测量的自旋。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Generation of Optical Chirality Patterns with Plane Waves, Evanescent Waves and Surface Plasmon Waves
我们系统地研究了在三种情况下,即在自由空间中的平面波,在介质界面上的全反射光的倏逝波和在金属表面上传播的表面等离子体波的两波叠加的光学手征图案的产生。在每种情况下,光学手征图案的一般解析解推导出不同的偏振态和两个波的传播方向。数值模拟验证了解析解的正确性。只要正确选择入射光的偏振态和传播方向,就可以在任何情况下产生具有空间结构的光学手征图案。光学手征增强可以通过自由空间圆偏振光的相长干涉或全反射光的增强倏逝波来获得。表面等离子体波不提供增强的光学手性,除非近场强度增强足够高。结构化的光学手性图案可以在手性分选、手性成像和圆二色性光谱中找到应用。
2019-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Measuring quantized circular dichroism in ultracold topological matter
二维材料的拓扑结构传统上通过霍尔电导的量子化来表现,这在输运测量中被揭示。最近,有人预测,拓扑结构也可以引起一个量化的光谱响应后,陈省身绝缘体进行圆形驱动器:比较频率积分耗尽率与驱动器的相反方向导致一个量化的响应所规定的拓扑陈省身数的人口布洛赫带。在这里,我们实验证明这种有趣的拓扑效应的第一次,使用超冷费米原子拓扑Floquet带。此外,我们的耗尽率测量还提供了第一个实验估计的Wannier扩散功能,布洛赫带的基本几何性质。我们的研究结果建立了拓扑光谱响应作为一个多功能的探针,它可以应用于访问的几何和拓扑结构的多体量子系统,如分数陈绝缘体。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Photoemission Circular Dichroism and Spin Polarization of the Topological Surface States in Ultrathin Bi2Te3 Films
圆二色性(CD)对电子态的轨道角动量和自旋角动量敏感,是研究拓扑绝缘体非平凡表面态的有力工具,但迄今为止的实验结果还没有得到全面的描述。我们报告了一项研究的Bi2Te3膜的厚度范围从一个五层(二维限制)到十二层(散装限制)在很宽的入射光子能量。数据显示复杂的变化幅度和符号反转,这仍然是很好地描述了理论计算,包括所有三个光电发射机制:偶极跃迁,表面光电发射,和自旋轨道耦合。结果建立了自旋轨道织构和CD之间的非平凡联系。
2017-05-26 cond-mat.mes-hall
Optimal conditions for detecting optical dichroism at the nanoscale by electron energy-loss spectroscopy
Brno University of Technology(布尔诺理工大学);Uppsala University(乌普萨拉大学)
本文通过理论研究探讨了利用电子能损谱在纳米尺度检测光学双折射的最优条件,并分析了单扭螺线结构的最佳参数以获得稳健信号。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall
Unveiling orbital optical chirality through multipolar chiral light-matter interaction
本研究证明光学手性可源于光的轨道角动量,通过金纳米二聚体和光学涡旋光束测量到由OAM驱动的四极矩手性响应,确立了超越偶极范式的轨道光学手性新形式。
2025-08-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantized Rabi Oscillations and Circular Dichroism in Quantum Hall Systems
量子系统在含时驱动下的耗散响应可以作为其几何和拓扑性质的探测器。在这项工作中,我们探讨了这种现象的背景下,二维气体受到均匀磁场的影响。结果表明,填充朗道能级呈现出量子化的圆二色性,这可以追溯到其潜在的非平凡拓扑结构。基于选择规则,我们发现,这种量化的圆二色性可以适当地描述在拉比振荡,其频率满足简单的量子化规律。此外,我们讨论了如何这些量子化的耗散响应可以探测本地,无论是在散装和在量子霍尔系统的边界。这项工作提出了基于圆二色性的量子系统中拓扑探针的替代形式。
2018-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Double circular dichroism high harmonic spectroscopy: An ultrafast probe for topological photocurrents
University of Applied Sciences Koblenz(科布伦茨应用科学大学);Technion Israel Institute of Technology(以色列理工学院)
本文提出双圆二色高阶谐波光谱作为研究拓扑材料超快动力学的全新方法,通过操控泵浦和探测光的旋向,分离体态与边缘态对光电流的贡献,为拓扑物理应用提供新工具。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Strong Interaction between Surface Plasmons and Chiral Molecules
在等离子体手性中,研究了金属纳米粒子与手性分子之间的库仑相互作用引起的非手性纳米粒子的圆二色性现象。同时,在共振条件下,染料分子和金属纳米粒子会由于强耦合而产生巨大的拉比分裂。如果手性分子处于等离激元的共振状态,那么等离激元与引入手性的分子之间的强相互作用会发生什么?本文研究了球核壳模型在圆偏振光(CPL)激发下的光谱现象。基于纳米粒子与手性分子之间的库仑相互作用,我们将展示各种因素如何影响强耦合。我们得到了等离子体激元与手性分子相互作用的三种机制:强耦合(拉比分裂高达243mev),增强吸收和诱导透明。CPL与手性相反的分子之间的相互作用比手性相同的分子之间的相互作用强,且两个峰的线宽比手性相同的分子之间的线宽更接近,这表明对于具有手性的Rabi分裂,相互作用有更深层次的机制。这一结果将有助于进一步研究等离激元与手性分子的相互作用。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantization in chiral higher order topological insulators: circular dichroism and local Chern marker
以普适常数为单位的观测量的鲁棒量化是拓扑相的标志。我们发现,手征高阶拓扑绝缘体(HOTI),体绝缘体与手征铰链状态,提出了两个不寻常的功能相关的量子化。首先,我们表明,圆二色性被量化为一个整数或零,这取决于样品的取向。该探针定位铰链状态,并且可以用于区分不同类型的手性HOTI。第二,我们发现,在一个单一的表面,一个可观察到的霍尔电导率已知的量子化在无限平板几何的本地陈省身标记的平均值,是一个有限的表面非普适。这是由于铰链状态的非普遍贡献,以前未考虑,区分表面的手性HOTI陈绝缘体。我们的研究结果是相关的,以建立更高阶的拓扑系统,如轴子绝缘体候选人EuIn $_2$作为$_2$,和冷原子实现。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall
Valleytronics on the Surface of Topological Crystalline Insulator: Elliptic Dichroism and Valley-Selective Optical Pumping
拓扑晶体绝缘体(TCI)表面的低能理论的特征在于四个狄拉克锥在$x$和$y$方向上各向异性。最近的实验表明,可以通过对晶体结构施加应变而使晶体变形,从而在这些狄拉克锥中引入带隙。TCI曲面为我们研究Dirac锥带隙时的谷电子学提供了一条新的途径。事实上,该系统有陈数和三个valley-Chern数。我们研究了TCI表面的光吸收。虽然四个狄拉克锥具有相同的手征,但它仍表现出很强的椭圆二色性。也就是说,我们发现,由于狄拉克锥的各向异性,右和左偏振光的折射率是不同的,这取决于质量的符号和狄拉克锥的位置。通过测量这种椭圆二向色性,就有可能用实验来确定狄拉克锥的各向异性。
2014-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measuring the magnetization of three monolayer thick Co islands and films by X-ray dichroism
利用X射线磁圆二色性光电子显微镜(XMCD-PEEM)对Co岛和薄膜进行了表征。该技术的空间分辨率能力与原子生长控制一起允许获得具有给定厚度(3 ML)的完美平坦的三角形岛,非常接近突然的自旋重取向转变。的磁畴配置被发现依赖于岛的大小:而小岛可以磁化在一个单域状态,较大的岛屿显示更复杂的模式。此外,较大的岛的磁化模式呈现出共同的手性。通过在Co L吸收边的二向色光谱显微镜,获得了三个单层厚膜的自旋和轨道磁矩之比的实验估计。
2009-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal phonon dichroism induced by Fermi pocket anisotropy in two-dimensional Dirac materials
提出磁性二维Dirac材料中由费米口袋各向异性诱导的本征非互易线性和圆声子二向色性,揭示了Berry曲率等非局域能带几何量的作用,并在2H-MoTe2/EuO体系中预测了显著且可调的电控声子非互易性。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall
Spin-Valley Optical Selection Rule and Strong Circular Dichroism in Silicene
硅烯(硅原子的单层)是一种拓扑绝缘体,其在外部电场下经历拓扑相变到带绝缘体。由于自旋-轨道耦合,自旋极化在K和K'点是唯一的且相反。因此,硅烯表现出很强的圆二色性的光学吸收,遵守一定的自旋谷选择规则。值得注意的是,由于在相变点发生能带反转,这两种类型的绝缘体之间的选择规则是完全不同的。因此,我们可以通过圆二色性在实验上判断硅烯是处于拓扑相还是带绝缘相。此外,选择规则使我们能够通过光吸收激发具有确定自旋和谷指数的电子。光感应电流是自旋极化的,其中自旋方向在拓扑绝缘体和带绝缘体之间是不同的。这对未来的自旋电子学应用是有用的。
2012-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of chiral anomaly on the circular dichroism and Hall angle in doped and tilted Weyl semimetals
从倾斜外尔半金属中输运的久保公式出发,计算了右旋和左旋圆偏振光的动态电导率的吸收部分。这些取决于纵向电导率的实部和横向(霍尔)电导率的虚部。当电动力学中包含通常的${\bs E}\cdot{\bs B}$项时,我们考虑了手征反常的影响,手征反常将电荷从负手征节点泵到正手征节点,并得到了解析表达式。为了计算霍尔角,我们进一步提供了纵向电导率的虚部和横向电导率的实部的表达式,并比较了有和没有泵浦项的结果。我们还考虑了一个非中心对称的外尔半金属的情况下,其中的手征节点的位移量$\pm \mathcal{Q}_0$的能量。这导致平行于泵浦情况的二向色性和霍尔角的修改。
2019-05-23 cond-mat.mes-hall
Exploring Spectral Singularities in Dirac Semimetals: The Role of Non-Hermitian Physics and Dichroism
National Intelligence Academy, Institute of Engineering and Science(国家情报学院,工程与科学学院);Department of Physics, Istanbul University(伊斯坦布尔大学物理系);Department of Physics, Gebze Technical University(盖布泽理工大学物理系)
本研究利用散射技术通过谱奇点探索狄拉克半金属的新特性,发现二向色性狄拉克半金属可产生12种独特拓扑激光类型,并揭示了θ项在拓扑性质中的明确作用。
2026-03-24 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Vibrational dichroism of chiral valley phonons
本文用无参数从头算框架模拟单层 MoS$_2$ 中圆偏振光激发后的电子—声子超快动力学,发现可由光螺旋性选择的手性谷声子及其持续逾10 ps的振动二色性信号。
2023-07-18 cond-mat.mes-hall
Circular dichroism in angle-resolved photoemission spectroscopy of topological insulators
拓扑绝缘体是一种新的物质相,具有奇异的表面电子特性。确定这类材料的自旋织构是至关重要的基本理解其拓扑秩序和未来的自旋为基础的应用。本文综述了角分辨光电子能谱中左右圆偏振光与拓扑表面态的差分耦合的实验和理论研究。这些研究表明,光的偏振态和实验几何结构对拓扑表面态发射的光电子的光电流强度和自旋偏振态都起着非常重要的作用。考虑自旋-轨道耦合的一般光电子发射矩阵元计算可以定量地解释观测结果,也适用于拓扑平凡系统。这些实验和理论研究表明,圆偏振光的光激发是一个很有前途的路线映射的自旋-轨道纹理和操纵的自旋取向的拓扑和其他自旋-轨道耦合材料。
2012-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin chirality and fermion stirring in topological bands
本研究揭示时间反演对称性破缺的金属中轨道电流可产生自旋手性,推导其机制并验证于Haldane模型等,提出该手性引发的三自旋RKKY相互作用可通过局域探针检测,为拓扑超导相等难测体系的TRS破缺提供可靠诊断方法。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall
A local quantized marker for topological magnons from circular dichroism
Laboratoire Kastler Brossel, Collège de France, CNRS, ENS-Université PSL, Sorbonne Université(卡斯勒-布罗塞尔实验室,法兰西公学院,法国国家科学研究中心,巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学,索邦大学);International Solvay Institutes(国际索尔维研究所);Center for Nonlinear Phenomena and Complex Systems, Université Libre de Bruxelles(非线性现象与复杂系统中心,布鲁塞尔自由大学);Dynamic Quantum Materials Laboratory, Institute of Materials, EPFL(动态量子材料实验室,材料研究所,洛桑联邦理工学院)
研究自旋系统低能激发的拓扑性质,通过结合局部驱动耗散制备与圆二色性测量,引入量子化拓扑标记,在二维铁磁海森堡自旋系统上演示,可单格点分辨率映射局部陈数标记,提供获取玻色子局部拓扑标记的通用策略。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Topological ferroelectric chirality
本文综述了手性铁电材料的最新进展,重点探讨了纳米结构铁电体中手性的拓扑起源及其可调控功能,并展望了其在纳米光电、等离激元和生物医学等领域的应用前景。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of a warped helical spin-texture in Bi$_2$Se$_3$ from circular dichroism angle-resolved photoemission spectroscopy
拓扑表面态与左旋和右旋圆偏振光的微分耦合是拓扑绝缘体的许多光自旋电子学应用的基础。在这里,我们报告的圆二色性的直接证据,从表面状态的Bi $_2$ Se $_3$使用基于激光的飞行时间角分辨光电子能谱。通过采用一种新的样品旋转分析,我们解决了不寻常的调制的圆二色性光电发射图案作为能量和动量的函数,这完美地模仿了预测,但迄今未观察到的三维扭曲的自旋纹理的表面状态。通过发展拓扑表面态光电子发射的微观理论,我们表明,这种相关性是自旋轨道耦合的自然结果。这些结果表明,我们的技术可能是一个强大的探针的自旋-轨道耦合材料的自旋织构一般。
2011-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signatures of two- and three-dimensional semimetals from circular dichroism
本研究探讨二维与三维半金属的圆二色性响应,发现三维情形对带色散各向异性敏感,而二维情形呈现完美量子化响应,可用于探测陈数。
2023-05-25 cond-mat.mes-hall
Chirality of topological gap solitons in bosonic dimer chains
在平均场近似下,研究了一维玻色二聚体链拓扑能隙中的能隙孤子。我们发现,这样的孤子有一个非平凡的亚格子赝自旋纹理。我们揭示了他们的手性性质,证明他们的行为在存在的局部化的能量潜力的各向异性。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional chiral stacking orders in quasi-one-dimensional charge density waves
手性在自然界中表现为多种形式。然而,在一维电荷密度波(CDW)系统中,还没有发现手征性的证据。在这里,我们探讨了准一维CDW基态之间的手征与扫描隧道显微镜,对称性分析,和密度泛函理论计算的帮助。我们发现了三种不同的手性出现在二维手性堆叠的形式组成的简并CDW基态:右,左,和非手性堆叠顺序。这种手性堆积顺序对应于新引入的手性缠绕数。此外,我们观察到这些手性堆叠顺序与手性涡旋和手性畴壁交织在一起,这在设计手性堆叠顺序中起着至关重要的作用。我们的研究结果表明,意想不到的手性堆叠顺序可以打开一个方法来研究在CDW系统的手性,这可能会导致不同的现象,如圆二色性取决于手性。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall
Broadband strong optical dichroism in topological Dirac semimetals with Fermi velocity anisotropy
典型的三维(3D)拓扑狄拉克半金属(DSM),例如Cd $_3$ As $_2$和Na $_3$ Bi,包含服从沿着三个正交动量维度具有不同费米速度的线性动量-能量色散的电子。尽管近年来被广泛研究,固有的\emph{Fermi velocity anisotropy}往往被忽视的三维DSM的理论和数值研究。虽然这一遗漏并没有定性地改变3D DSM中光驱动无质量准粒子的物理性质,但它确实改变了\emph{quantitatively}的光学系数,这可能导致纳米光子学和等离子体应用方面的重要影响。在这里,我们研究的线性光学响应的三维DSM的一般费米速度值沿每个方向。虽然3D狄拉克费米子的签名电导率-频率标度$σ(ω) \propto ω$很好地保护了费米速度各向异性,但是线性光学响应表现出如由\emph{universal}消光比标度律$Λ_{ij} = (v_i/v_j)^2$捕获的强线性二向色性(其中$i\neq j$表示三个空间坐标$x,y,z$,并且$v_i$是$i$方向的费米速度),其与频率、温度、掺杂、和载流子散射寿命。对于Cd $_3$ As $_2$和Na $_3$ Bi $_3$,显示出大于15的异常强的消光比,并且覆盖宽的太赫兹窗口。我们的研究结果揭示了费米速度各向异性在狄拉克半金属光学响应中的作用,并开辟了新的偏振敏感功能,如光电探测和光调制。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chiral spin spiral in synthetic antiferromagnets probed by circular dichroism in x-ray resonant magnetic scattering
铁磁多层膜中的非共线手征自旋织构是纳米磁性研究的前沿,有望用于快速和节能的器件。最近证明的可能性,以稳定这种手性结构的合成反铁磁体(SAF)引起了人们的兴趣,因为他们是免疫偶极场,因此有利于超小纹理的稳定,提高流动性,并避免横向偏转的运动skyrmion限制在一些预见的应用效率。然而,这种具有零净磁化的系统因此难以通过大多数标准技术来表征。在这里,我们报告的磁性SAF纹理的相关参数,这些是它的周期,它的类型(Néel或布洛赫)和它的手性(顺时针或逆时针),可以直接确定使用圆二色性在X射线共振散射(CD-XRMS)在半整数多层布拉格峰在倒易空间。在温度的依赖性的分析下降到40 K,使我们能够解决的问题,此外,在SAF样品中的自旋螺旋的温度稳定性和对称和反对称交换相互作用的温度标度。
2021-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Circular dichroism of chiral Majoranas
凝聚态装置中的马约拉纳态可以具有局部性质,例如在混合半导体/超导体纳米线中,或者沿着边缘手性传播,例如在混合2D量子反常霍尔/超导体结构中。我们计算了由量子反常霍尔绝缘体和超导体组成的混合结构中手征马约拉纳态的圆二色性。手性Majoranas的光学吸收的特征在于正二向色性和负二向色性的相等间隔的吸收峰。在非常长的结构(2D带状物)的极限中,单个符号的峰是有利的。圆二色性光谱手性马约拉纳建议作为一个相关的探针,这些特殊状态的拓扑物质。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall
Topological spin Hall effect in antiferromagnets driven by vector Néel chirality
本文理论发现反铁磁金属中尼尔矢量形成的矢量手性可产生拓扑自旋霍尔效应,其强度正比于边缘绕数,对反铁磁半子非零而对斯格明子为零,并通过数值计算验证了费米能级和弱耦合条件下的增强行为。
2023-04-06 cond-mat.mes-hall
Graviton Chirality and Topological Order in the Half-filled Landau Level
朗道能级(LL)填充因子为5/2的分数量子霍尔态非常有趣,因为它可能是第一个非阿贝尔态,但经过数十年的研究,其确切性质仍不清楚。我们证明,这可以解决通过研究其引力子激发的手征性,使用圆偏振拉曼散射。我们讨论了这种散装探针的优势,现有的边缘探针。
2021-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Revealing inverted chirality of hidden domain wall states in multiband systems without topological transition
本研究通过双链SSH模型揭示隐藏手性畴壁态,在无拓扑转变下实现手性反转,并展示通过间隙结构调控该态的方法。
2023-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ambi-chiral anomalous Hall effect in magnetically doped topological insulators
磁掺杂拓扑绝缘体中与时间反转对称性破缺相关的手征性对量子输运现象具有重要意义。本文报道了Mn和Cr掺杂的$_2$拓扑绝缘体在不同厚度和掺杂量下的反常霍尔效应研究。通过对霍尔环的手征性进行追踪,发现Mn型顺时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强,而Cr型逆时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强。我们提供了一个唯象模型来解释磁掺杂拓扑绝缘体中磁有序和反常霍尔效应手征的演化。
2021-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci