論文の概要: Chiral Phonons in Graphyne
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.11040v1
- Date: Thu, 14 Aug 2025 19:57:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-18 14:51:23.658237
- Title: Chiral Phonons in Graphyne
- Title（参考訳）: グラニン中のキラルフォノン
- Authors: Subhendu Mishra, Arpan Chakraborty, Douglas S. Galvao, Pedro A. S. Autreto, Abhishek Kumar Singh,
- Abstract要約: キラルフォノンは、フォノンと量子デバイス工学の新しい視点を提供する。
グラニン中のキラルフォノンは、逆転と時間反転対称性が存在するため、未発見のままである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8117028028306317
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Chiral phonons, quantized lattice vibrations with circular polarization and non-zero angular momentum, offer new perspectives for phononic and quantum device engineering. Graphyne could be a promising candidate due to its unique lattice geometry, valley-structured electronic bands, and thermal transport capabilities. However, chiral phonons in graphyne remain unexplored owing to the existence of inversion ($\mathscr{P}$) and time-reversal ($\mathscr{T}$) symmetries. Herein, we have demonstrated the existence of chiral phonons in graphynes, achieved by breaking combined $\mathscr{PT}$ symmetry through atomic-selective substitutional doping. We find that the B, N, dopants and ortho BN co-dopant in 6-6-12 and $\gamma$-graphynes induce localized structural deformations. These deformations lift phonon degeneracies away from $\Gamma$ point and give rise to circularly polarized vibrational modes. We further established a strong correlation between chiral phonon angular momentum and electron affinity of dopants. Electron-rich dopants increase local electron density which could enable chiral phonon modes to couple more effectively with electronic environment. This in turn increases phonon angular momentum, indicating potential role of electron-phonon interactions in angular momentum modulation of chiral phonons. Our prosposed approach provides a tunable route for controlling chiral phonon behavior, paving way for development of advanced phononic devices.
- Abstract（参考訳）: キラルフォノン、円偏光と非零角運動量を持つ量子化された格子振動は、フォノンと量子デバイス工学の新しい視点を提供する。
グラニンは、独自の格子幾何学、谷構造電子バンド、熱輸送能力により、有望な候補となる可能性がある。
しかし、グラミン中のキラルフォノンは、反転($\mathscr{P}$)と時間反転($\mathscr{T}$)対称性が存在するため、未解明のままである。
ここでは,原子選択置換ドーピングによって合成された$\mathscr{PT}$対称性を破り,キラルフォノンの存在を実証した。
B, N, ドーパント, 正則BN共ドーパントは6-6-12で, $\gamma$-graphynesは局所的な構造変形を引き起こす。
これらの変形はフォノンの退化を$\Gamma$ポイントから切り離し、円偏光振動モードを引き起こす。
さらに,キラルフォノン角運動量とドーパントの電子親和性との間に強い相関関係が認められた。
電子豊富なドーパントは局所的な電子密度を高め、キラルフォノンモードを電子環境とより効果的に結合させることができる。
このことは、キラルフォノンの角運動量調節における電子-フォノン相互作用の潜在的役割を示唆するフォノン角運動量を増加させる。
我々の提案するアプローチは、キラルフォノンの挙動を制御するための調整可能な経路を提供し、高度なフォノンデバイスを開発するための舗装方法を提供する。
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