論文の概要: Observing Movement of Dirac Cones from Single-Photon Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.11034v1
- Date: Wed, 29 Jan 2020 19:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-05 06:44:04.814423
- Title: Observing Movement of Dirac Cones from Single-Photon Dynamics
- Title（参考訳）: 単一光子ダイナミクスによるディラックコーンの観測
- Authors: Yong-Heng Lu, Yao Wang, Yi-Jun Chang, Zhan-Ming Li, Wen-Hao Cui, Jun
Gao, Wen-Hao Zhou, Hang Zheng, Xian-Min Jin
- Abstract要約: ハニカム構造を持つグラフェンは、物質の物理学を理解する上で非常に重要であり、異例な半整数量子ホール効果を示す。
これらの特異な物理学は、高ホール縮退性、質量を持たない電荷担体、およびバンドの線形交叉を示すディラック錐体の特異な性質から生じる。
ここでは、異なる二軸ひずみ下でのフォトニックグラフェン中の単光子ダイナミクスからのディラックコーンの移動を直接観察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.724015908522885
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Graphene with honeycomb structure, being critically important in
understanding physics of matter, exhibits exceptionally unusual half-integer
quantum Hall effect and unconventional electronic spectrum with quantum
relativistic phenomena. Particularly, graphene-like structure can be used for
realizing topological insulator which inspires an intrinsic topological
protection mechanism with strong immunity for maintaining coherence of quantum
information. These various peculiar physics arise from the unique properties of
Dirac cones which show high hole degeneracy, massless charge carriers and
linear intersection of bands. Experimental observation of Dirac cones
conventionally focuses on the energy-momentum space with bulk measurement.
Recently, the wave function and band structure have been mapped into the
real-space in photonic system, and made flexible control possible. Here, we
demonstrate a direct observation of the movement of Dirac cones from
single-photon dynamics in photonic graphene under different biaxial strains.
Sharing the same spirit of wave-particle nature in quantum mechanics, we
identify the movement of Dirac cones by dynamically detecting the edge modes
and extracting the diffusing distance of the packets with accumulation and
statistics on individual single-particle registrations. Our results of
observing movement of Dirac cones from single-photon dynamics, together with
the method of direct observation in real space by mapping the band structure
defined in momentum space, pave the way to understand a variety of artificial
structures in quantum regime.
- Abstract（参考訳）: ハニカム構造を持つグラフェンは、物質の物理を理解する上で非常に重要であり、異例な半整数量子ホール効果と、量子相対論的現象を持つ非伝統的な電子スペクトルを示す。
特に、グラフェンのような構造は、量子情報のコヒーレンスを維持するために強い免疫を持つ固有のトポロジカル保護機構を刺激するトポロジカル絶縁体の実現に利用できる。
これらの特異な物理学は、高ホール縮退、質量を持たない電荷担体、およびバンドの線形交叉を示すディラック錐体の特異な性質から生じる。
ディラック円錐の実験的観察は、従来はバルク測定によるエネルギー-モーメント空間に焦点を当てていた。
近年,光子系における波動関数とバンド構造が実空間にマッピングされ,フレキシブルな制御が可能となった。
ここでは、異なる二軸ひずみ下でのフォトニックグラフェン中の単光子ダイナミクスからのディラックコーンの移動を直接観察する。
量子力学において、同じ波動粒子の性質を共有することにより、エッジモードを動的に検出し、個々の単一粒子登録の蓄積と統計値を用いてパケットの拡散距離を抽出することにより、ディラックコーンの運動を同定する。
本研究では,単一光子ダイナミクスからディラック円錐の運動を観測し,運動量空間で定義されるバンド構造をマッピングすることで,実空間における直接観測法とともに,量子構造における様々な人工構造を理解する方法を提案する。
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