論文の概要: Polaritonic Hofstadter Butterfly and Cavity-Control of the Quantized Hall Conductance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.15075v3
• Date: Thu, 19 May 2022 17:48:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 23:10:49.683472
• Title: Polaritonic Hofstadter Butterfly and Cavity-Control of the Quantized Hall Conductance
• Title（参考訳）: 偏光ホフシュタッターバタフライと量子化ホールコンダクタンスのキャビティ制御
• Authors: Vasil Rokaj, Markus Penz, Michael A. Sentef, Michael Ruggenthaler, and Angel Rubio
• Abstract要約: QED-Bloch理論はキャビティ結合強度の関数としてフラクタル偏光スペクトルの存在を予測する。 量子化された光子場がない極限において、QED-Bloch理論はホフスタッター蝶のよく知られたフラクタルスペクトルを捉えている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In a previous work [Phys. Rev. Lett. 123, 047202 (2019)] a translationally invariant framework called quantum-electrodynamical Bloch (QED-Bloch) theory was introduced for the description of periodic materials in homogeneous magnetic fields and strongly coupled to the quantized photon field in the optical limit. For such systems, we show that QED-Bloch theory predicts the existence of fractal polaritonic spectra as a function of the cavity coupling strength. In addition, for the energy spectrum as a function of the relative magnetic flux we find that a terahertz cavity can modify the standard Hofstadter butterfly. In the limit of no quantized photon field, QED-Bloch theory captures the well-known fractal spectrum of the Hofstadter butterfly and can be used for the description of 2D materials in strong magnetic fields, which are of great experimental interest. As a further application, we consider Landau levels under cavity confinement and show that the cavity alters the quantized Hall conductance and that the Hall plateaus are modified as $\sigma_{xy}=e^2\nu/h(1+\eta^2)$ by the light-matter coupling $\eta$. Most of the aforementioned phenomena should be experimentally accessible and corresponding implications are discussed.
• Abstract（参考訳）: 前回の研究[phys. rev. lett. 123, 047202 (2019)]において、均質磁場中の周期物質を記述するために量子電気力学ブロッホ(qed-bloch)理論と呼ばれる翻訳不変な枠組みを導入し、光学限界における量子化された光子場と強く結合した。 このような系に対して,QED-Bloch理論はキャビティ結合強度の関数としてフラクタル偏光スペクトルの存在を予測する。 さらに、相対磁束の関数としてのエネルギースペクトルについては、テラヘルツ空洞が標準のホフスタッター蝶を修正できることが分かる。 量子化された光子場を持たない極限において、QED-Bloch理論はホフスタッター蝶のよく知られたフラクタルスペクトルを捉え、強い磁場中の2次元物質の記述に利用できる。 さらに, キャビティ閉じ込め下でのランドウ準位を考察し, キャビティが量子化されたホールコンダクタンスを変化させるとともに, ホール高原を, ライトマッターカップリング $\eta$ により$\sigma_{xy}=e^2\nu/h(1+\eta^2)$ に変更することを示した。 上記の現象のほとんどは実験的にアクセス可能でなければならない。

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