电子-空穴双层中的光诱导整流轨道磁化
Light-induced rectified orbital magnetization in electron-hole bilayers
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中文总结 AI 辅助
该研究揭示过渡金属二硫化物电子-空穴双层中，有效质量不对称可避免逆法拉第效应抵消，产生受层间耦合影响的轨道磁化，并给出弱耦合与强耦合下的解析表达式。
中文摘要 AI 辅助
圆偏振光可通过逆法拉第效应（IFE）将轨道运动整流为静态磁化，但在电子-空穴双层中，当电子和空穴的性质等价时，它们的贡献会精确抵消。我们表明，在过渡金属二硫化物平台中，电子-空穴双层仅通过有效质量不对称即可避免这种抵消，并且存留的轨道IFE对层间耦合敏感。在弱耦合区域，双组分Drude描述在代表性太赫兹驱动下产生每个载流子约一个玻尔磁子的诱导磁化。在强耦合区域，载流子束缚成层间激子，我们使用具有Rytova-Keldysh相互作用的氢原子模型处理相对运动，并获得减小但有限的响应。我们给出了闭式表达式，可在广泛参数范围内进行估计，并确定响应最大的位置。
英文摘要
Circularly polarized light can rectify orbital motion into a static magnetization through the inverse Faraday effect (IFE), but in electron-hole bilayers the electron and hole contributions cancel exactly when their properties are equivalent. We show that electron-hole bilayers in transition-metal dichalcogenide platforms avoid this cancellation through effective-mass asymmetry alone, and that the surviving orbital IFE is sensitive to interlayer coupling. In the weak-coupling regime, a two-component Drude description yields an induced magnetization of order one Bohr magneton per carrier for representative terahertz driving. In the strong-coupling regime, where the carriers bind into interlayer excitons, we treat the relative motion using a hydrogenic model with a Rytova-Keldysh interaction and obtain a reduced but finite response. We give closed-form expressions that allow estimates across a broad parameter range and identify where the response is largest.
发表机构
- Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
- Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
- KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
- Fritz-Haber-Institute of the Max-Planck-Society（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）
- University of Connecticut（康涅狄格大学）
- Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所）
- Flatiron Institute（平顿研究所）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
