論文の概要: Bloch Oscillations and Landau-Zener Transitions in Flat-Band Lattices with Quadratic and Linear Band Touchings
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.03530v1
- Date: Fri, 03 Oct 2025 21:59:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.09319
- Title: Bloch Oscillations and Landau-Zener Transitions in Flat-Band Lattices with Quadratic and Linear Band Touchings
- Title（参考訳）: 四面体およびリニアバンドタッチによる平板格子のブロッホ振動とランダウ-ゼナー遷移
- Authors: Chenhaoyue Wang, Carlos J. Garcia-Cervera, Amartya S. Banerjee,
- Abstract要約: ゼナートンネル(ランダウ-ツェナー遷移またはLZT)によるブロッホ振動
コヒーレント輸送シミュレーションと散乱行列解析の2つの相補的手法を用いて, リーブ格子と香留格子のこれらの振動について検討する。
統一的な視点を得るため,カゴメからリーブ格子へのひずみ誘起遷移過程におけるBOについて検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Bloch oscillations (BOs) describe the coherent oscillatory motion of electrons in a periodic lattice under a constant external electric field. Deviations from pure harmonic wave packet motion or irregular Bloch oscillations can occur due to Zener tunneling (Landau-Zener Transitions or LZTs), with oscillation frequencies closely tied to interband coupling strengths. Motivated by the interplay between flat-band physics and interband coupling in generating irregular BOs, here we investigate these oscillations in Lieb and Kagome lattices using two complementary approaches: coherent transport simulations and scattering matrix analysis. In the presence of unavoidable band touchings, half-fundamental and fundamental BO frequencies are observed in Lieb and Kagome lattices, respectively -- a behavior directly linked to their distinct band structures. When avoided band touchings are introduced, distinct BO frequency responses to coupling parameters in each lattice are observed. Scattering matrix analysis reveals strong coupling and potential LZTs between dispersive bands and the flat band in Kagome lattices, with the quadratic band touching enhancing interband interactions and resulting in BO dynamics that is distinct from systems with linear crossings. In contrast, the Lieb lattice -- a three level system -- shows independent coupling between the flat band and two dispersive bands, without direct LZTs occurring between the two dispersive bands themselves. Finally, to obtain a unifying perspective on these results, we examine BOs during a strain-induced transition from Kagome to Lieb lattices, and link the evolution of irregular BO frequencies to changes in band connectivity and interband coupling.
- Abstract（参考訳）: ブロッホ振動(Bloch oscillation,BOs)は、周期格子中の電子の一定の外部電場下でのコヒーレントな振動運動を表す。
純粋な高調波パケット運動や不規則ブロッホ発振は、Zenerトンネル(Landau-Zener Transitions, LZTs)によるものであり、発振周波数はバンド間結合強度と密接に結びついている。
本稿では,不規則なBOの生成におけるフラットバンド物理とバンド間カップリングの相互作用に触発され,コヒーレント輸送シミュレーションと散乱行列解析という2つの相補的手法を用いて,リーブ格子と加護目格子のこれらの振動について検討する。
避けられないバンドタッチの存在下では、リーブ格子とカゴメ格子で半基本波と基本波の周波数がそれぞれ観察され、それぞれ異なるバンド構造に直結している。回避されたバンドタッチが導入されると、各格子における結合パラメータに対するBO周波数の異なる応答が観測される。散乱行列解析により、分散バンドとカゴメ格子のフラットバンド間の強い結合と電位LZTが明らかとなり、二次波とインターバンドの相互作用が促進され、線形交差を持つシステムと異なるBOダイナミクスが生じる。対照的に、リーブ格子は、平面バンドと2つの分散バンド間の独立結合を、2つの分散バンド間の直接LZTが生じることなく示している。
最後に、これらの結果について統一的な視点を得るため、カゴメからリーブ格子へのひずみ誘起遷移中のBOについて検討し、不規則なBO周波数の進化とバンド接続およびバンド間結合の変化を関連付ける。
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