論文の概要: Tunable Topological Phases in Multilayer Graphene Coupled to a Chiral Cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.03842v1
• Date: Fri, 04 Apr 2025 18:00:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-08 14:09:03.958015
• Title: Tunable Topological Phases in Multilayer Graphene Coupled to a Chiral Cavity
• Title（参考訳）: キラルキャビティに結合した多層グラフェンの可変位相
• Authors: Sayed Ali Akbar Ghorashi, Jennifer Cano, Ceren B. Dag,
• Abstract要約: 2次元材料において光子空洞場を電子自由度に結合すると、固体工学のツールボックスに制御ノブが付加される。 グラフェンスタックにおける空洞周波数と層間トンネルの微妙な競合を示す。 本研究は, キラルキャビティフィールドを有するグラフェンヘテロ構造の今後の制御と工学の道を開くものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Coupling photonic cavity fields to electronic degrees of freedom in 2D materials introduces an additional control knob to the toolbox of solid-state engineering. Here we demonstrate a subtle competition between cavity frequency and interlayer tunneling in graphene stacks that is responsible for topological phase transitions in light-matter Hilbert space and that cannot be captured by mean-field theory in vacuum. A systematic exploration of multilayer graphene heterostructures and stacking configurations in a chiral tHz cavity reveals that linear dispersion enhances the low-energy cavity-induced topological gap. In bilayer graphene, a displacement field drives the low-energy vacuum band from valley-Chern to Chern insulator, comprising a gate-tunable topological phase transition. Furthermore, we show that a chiral cavity breaks not only the time-reversal symmetry of bilayer graphene but also the inversion symmetry, which impacts its edge spectrum. Our findings pave the way for future control and engineering of graphene heterostructures with chiral cavity fields.
• Abstract（参考訳）: 2次元材料において光子空洞場を電子自由度に結合すると、固体工学のツールボックスに制御ノブが付加される。 ここでは,光物質ヒルベルト空間における位相相転移の原因となるグラフェンスタックの空洞周波数と層間トンネルの微妙な競合を示す。 キラルtHzキャビティにおける多層グラフェンヘテロ構造と積層構造の体系的な探索により、線形分散が低エネルギーキャビティ誘起トポロジカルギャップを増大させることが明らかとなった。 二層グラフェンにおいて、変位場は、ゲート可変位相相転移を含む低エネルギー真空帯をバレー・シェンからチャーン絶縁体へと駆動する。 さらに, キラルキャビティは二層グラフェンの時間-逆対称性だけでなく, エッジスペクトルに影響を及ぼす逆対称性も破壊することを示した。 本研究は, キラルキャビティフィールドを有するグラフェンヘテロ構造の今後の制御と工学の道を開くものである。

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