論文の概要: Hybrid light-matter boundaries of graphene in a chiral cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.13373v1
• Date: Wed, 15 Oct 2025 10:05:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-16 20:13:28.617594
• Title: Hybrid light-matter boundaries of graphene in a chiral cavity
• Title（参考訳）: カイラルキャビティにおけるグラフェンのハイブリッド光物質境界
• Authors: Volker Karle, Oriana K. Diessel, Vasil Rokaj, Ceren B. Dağ,
• Abstract要約: 2次元材料にコヒーレントに結合できるカイラルキャビティの最近の進歩は、外部駆動なしで電子トポロジーを再形成するための強力な経路を開いた。 各光物質相互作用によって引き起こされるギャップは、バンドのチャーン数に依存する一方向の光物質対のエッジ電流をホストすることを示す。 本結果は,次世代量子光学デバイスにおけるハイブリッドバンドトポロジの実験的な特徴と,再構成可能なキラルチャネルのブループリントを予測した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recent advances in chiral cavities that can couple coherently to two-dimensional materials have opened a powerful route to reshape electronic topology without an external drive. Here we establish the bulk-boundary correspondence for graphene embedded in a circularly polarized cavity. By combining exact diagonalization (ED) of zigzag ribbons, a semi-analytic T-matrix for half-infinite lattices, and analytical insights from a Dirac-Jaynes-Cummings model, we show that (i) every light-matter interaction-induced gap hosts pairs of unidirectional light-matter edge currents depending on the Chern number of the band while some of them are even bright; (ii) these chiral states persist throughout the entire photon ladder; and (iii) their dispersion, localization length and photon distribution exhibit a universal scaling controlled by the light-matter interaction. Time-evolution simulations further demonstrate that a dark electronic edge excitation can be converted into a bright and unidirectionally propagating current, that remains coherent over long time scales. Our results predict an experimental signature of the hybrid band topology and a blueprint for reconfigurable chiral channels in next-generation quantum-optical devices.
• Abstract（参考訳）: 2次元材料にコヒーレントに結合できるカイラルキャビティの最近の進歩は、外部駆動なしで電子トポロジーを再形成するための強力な経路を開いた。 ここでは、円偏光キャビティに埋め込まれたグラフェンのバルクバウンダリ対応を確立する。 半無限格子に対する半解析的T-行列であるジグザグリボンの正確な対角化(ED)と、ディラック・ジャイネス・カミングスモデルによる解析的洞察を組み合わせることにより、このことが示される。 (i)すべての光物質相互作用によるギャップは、バンドのチャーン数に依存する一方向の光物質対のエッジ電流をホストし、そのうちのいくつかは、さらに明るい。 (ii)これらのキラル状態は光子はしご全体を通して持続し、 3) 散乱, 局在長および光子分布は, 光物質相互作用によって制御される普遍的なスケーリングを示す。 時間進化シミュレーションにより、暗い電子エッジの励起が、長い時間スケールで連続した、明るく一方向の電流に変換できることが示される。 本結果は,次世代量子光学デバイスにおけるハイブリッドバンドトポロジの実験的な特徴と,再構成可能なキラルチャネルのブループリントを予測した。

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