論文の概要: Fermionic Chern insulator from twisted light with linear polarization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.10688v2
• Date: Sat, 2 Oct 2021 15:32:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-13 13:35:18.975499
• Title: Fermionic Chern insulator from twisted light with linear polarization
• Title（参考訳）: 直線偏光を有するツイスト光からのフェルミイオンチャーン絶縁体
• Authors: Utso Bhattacharya, Swati Chaudhary, Tobias Grass, Allan S. Johnson, Simon Wall, and Maciej Lewenstein
• Abstract要約: 我々は、ツイスト光場と相互作用するハニカム格子上のグラフェン様電子モデルについて検討した。 この結果は,静的および駆動型チャーン絶縁体のパラダイムモデルで見られる挙動と完全に類似していることが示されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The breaking of time-reversal symmetry is a crucial ingredient to topological bands. It can occur intrisically in materials with magnetic order, or be induced by external fields, such as magnetic fields in quantum Hall systems, or circularly polarized light fields in Floquet Chern insulators. Apart from polarization, photons can carry another degree of freedom, orbital angular momentum, through which time-reversal symmetry can be broken. In this Letter, we pose the question whether this property allows for inducing topological bands via a linearly polarized but twisted light beam. To this end, we study a graphene-like model of electrons on a honeycomb lattice interacting with a twisted light field. To identify topological behavior of the electrons, we calculate their local markers of Chern number, and monitor the presence of in-gap edge states. Our results are shown to be fully analogous to the behavior found in paradigmatic models for static and driven Chern insulators, and realizing the state is experimentally straightforward. With this, our work establishes a new mechanism for generating Fermionic topological phases of matter that can harness the central phase singularity of an optical vortex beam.
• Abstract（参考訳）: 時間反転対称性の破れは位相バンドにとって重要な要素である。 磁気秩序を持つ材料で、または量子ホール系の磁場やフロケットチャーン絶縁体の円偏光など外部磁場によって誘導される。 偏光以外にも、光子は別の自由度、軌道角運動量を持ち、時間反転対称性を破ることができる。 このレターでは、この性質が線形に偏光するがねじれた光線を介してトポロジカルバンドを誘導できるかどうかを問う。 この目的のために,ハニカム格子上のグラフェン様の電子模型をツイスト光場と相互作用させる。 電子のトポロジカルな挙動を明らかにするため、チャーン数の局所マーカーを計算し、ギャップ内エッジ状態の存在をモニターする。 この結果は,静的および駆動型チャーン絶縁体のパラダイムモデルで見られる挙動と完全に類似していることが示され,その状態は実験的に単純である。 これにより、光渦ビームの中央位相特異性を利用することができる物質のフェルミオントポロジカル位相を生成するための新しいメカニズムが確立される。

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