論文の概要: Enhancing the hyperpolarizability of crystals with quantum geometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.02660v1
• Date: Tue, 04 Feb 2025 19:01:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-06 14:23:46.601067
• Title: Enhancing the hyperpolarizability of crystals with quantum geometry
• Title（参考訳）: 量子幾何学による結晶の超分極性向上
• Authors: Wojciech J. Jankowski, Robert-Jan Slager, Michele Pizzochero,
• Abstract要約: 結晶の高次電気感受性は、非自明な位相不変量や量子幾何学によって拡張・理解できることを示す。 種々の1次元結晶における非線形量子幾何学駆動光応答のチューニング性を明らかにするため, 数値シミュレーションを用いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2289361708127877
• License:
• Abstract: We demonstrate that higher-order electric susceptibilities in crystals can be enhanced and understood through nontrivial topological invariants and quantum geometry, using one-dimensional $\pi$-conjugated chains as representative model systems. First, we show that the crystalline-symmetry-protected topology of these chains imposes a lower bound on their quantum metric and hyperpolarizabilities. Second, we employ numerical simulations to reveal the tunability of non-linear, quantum geometry-driven optical responses in various one-dimensional crystals in which band topology can be externally controlled. Third, we develop a semiclassical picture to deliver an intuitive understanding of these effects. Our findings offer a firm interpretation of otherwise elusive experimental observations of colossal hyperpolarizabilities and establish guidelines for designing topological materials of any dimensionality with enhanced non-linear optical properties.
• Abstract（参考訳）: 結晶の高次電気感受性は、一次元の$\pi$共役鎖を代表モデル系として、非自明な位相不変量や量子幾何学によって拡張・理解できることを実証する。 まず、これらの鎖の結晶対称性で保護された位相が、それらの量子計量と超分極性に低い境界を課すことを示す。 第2に,バンドトポロジーを外部制御可能な各種一次元結晶における非線形量子幾何学駆動光応答のチューニング性を明らかにするために,数値シミュレーションを用いた。 第三に、これらの効果を直感的に理解するための半古典的な図を作成する。 本研究は,非線型光学特性を増強した任意の次元のトポロジカル材料を設計するためのガイドラインを確立することを目的としている。

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