論文の概要: Cavity magnon-polaritons in cuprate parent compounds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.07828v1
- Date: Tue, 15 Jun 2021 01:19:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-26 15:40:18.541309
- Title: Cavity magnon-polaritons in cuprate parent compounds
- Title（参考訳）: 銅酸化物親化合物中のキャビティマグノンポーラリトン
- Authors: Jonathan B. Curtis, Andrey Grankin, Nicholas R. Poniatowski, Victor M.
Galitski, Prineha Narang, Eugene Demler
- Abstract要約: 量子物質の空洞制御は、多体系の研究と操作の新しい方法を提供するかもしれない。
カップレート親化合物の反強磁性変動にテラヘルツ共振器を結合する手法を提案する。
我々は、高非対称な空洞ラインサップを生成する強い、しかし非常に減衰した、bimagnon-cavity相互作用を見出した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Cavity control of quantum matter may offer new ways to study and manipulate
many-body systems. A particularly appealing idea is to use cavities to enhance
superconductivity, especially in unconventional or high-$T_c$ systems.
Motivated by this, we propose a scheme for coupling Terahertz resonators to the
antiferromagnetic fluctuations in a cuprate parent compound, which are believed
to provide the glue for Cooper pairs in the superconducting phase. First, we
derive the interaction between magnon excitations of the Ne\'el-order and polar
phonons associated with the planar oxygens. This mode also couples to the
cavity electric field, and in the presence of spin-orbit interactions mediates
a linear coupling between the cavity and magnons, forming hybridized
magnon-polaritons. This hybridization vanishes linearly with photon momentum,
implying the need for near-field optical methods, which we analyze within a
simple model. We then derive a higher-order coupling between the cavity and
magnons which is only present in bilayer systems, but does not rely on
spin-orbit coupling. This interaction is found to be large, but only couples to
the bimagnon operator. As a result we find a strong, but heavily damped,
bimagnon-cavity interaction which produces highly asymmetric cavity line-shapes
in the strong-coupling regime. To conclude, we outline several interesting
extensions of our theory, including applications to carrier-doped cuprates and
other strongly-correlated systems with Terahertz-scale magnetic excitations.
- Abstract（参考訳）: 量子物質のキャビティ制御は、多体系の研究と操作の新しい方法を提供するかもしれない。
特に魅力的なアイデアは、超伝導を高めるためにキャビティを使うことであり、特に非伝統的または高額なT_c$システムにおいてである。
そこで本論文では, 超伝導相中でのクーパー対の接着剤として, 銅酸化物の反強磁性揺らぎにテラヘルツ共振器を結合する手法を提案する。
まず、平面酸素に付随するNe'el配位子のマグノン励起と極性フォノンの相互作用を導出する。
このモードはキャビティ電場と結合し、スピン軌道相互作用の存在下でキャビティとマグノンの線形結合を仲介し、ハイブリッド化されたマグノン・ポーラリトンを形成する。
このハイブリダイゼーションは光子運動量と線形に消滅し、単純なモデルで解析する近接場光学法の必要性を示唆する。
次に、二重層系にしか存在しないがスピン軌道結合に依存しないキャビティとマグノンの間の高次結合を導出する。
この相互作用は大きいが、バイマグノン作用素とのカップルのみである。
その結果、強い結合状態において、高い非対称な空洞ラインサップを生成する強い、しかし非常に減衰した、bimagnon-cavity相互作用が見つかる。
結論として、キャリアドープカップレートやテラヘルツスケール磁気励起を用いた他の強相関系への応用など、我々の理論の興味深い拡張について概説する。
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