一维原子结模型中声子手性的调控

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoqiangwudi
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在传统物理学理论中,声子一直都被认为是线极化的,它的角动量为零。然而近几年的研究发现,声子是可以圆极化的,是手性的,也就是具有非零角动量。最近研究者利用瞬态红外光谱在单层二硒化钨中实验发现了手性声子。伴随着手性声子的发现,以及手性声子在谷电子学、二维材料、声子学、光电光热转化以及节能信息处理等多方面的应用,声子手性已逐渐成为一个非常热门的研究课题,它的调控将为信息的传递和存储提供一种新的方法。在本文中,我们利用散射边界法研究声子手性的调控。通过简化的一维原子结模型,我们发现声子的手性可以通过界面的各向异性得到有效的调控。我们分几种情况进行了研究。首先在单原子结模型中,我们发现,界面相互作用的各向异性可以引起两个横向振动分量的相位差在一定范围内变化,声子可以在高频范围内在圆极化和线极化之间进行调节。我们可以通过双结模型模拟界面材料,我们发现,由于界面材料的各向异性,当声子穿过界面材料时横向振动分量相位差改变会有累积效应,从而可以在中频范围内实现不同手性声子之间的转换。当改变界面材料宽度的时候,相位差改变呈线性变化,并且透射系数在小范围内振动。为了使两个横向振动分量的透射系数相等,从而保持出射声子的圆偏振,我们可以连接两种具有相反各向异性的界面材料,通过这两种材料尺寸的差异来实现手性变化需要的相变差。当中心部分为双原子链模型,我们发现声子手性也可以得到很好的调控,并可保持圆极化;带隙可以筛选其不同方向的声子偏振。因此,通过一维简化的原子结模型,我们发现界面可以很好地调节声子手性,这将有助于手性声子的潜在应用。
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