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研究快讯 | 非厄米反常贝里联络诱导的奇异输运现象

已有 822 次阅读 2022-1-29 08:17 |系统分类:论文交流

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原文已发表在CPL Express Letters栏目

Received 12 November 2021; 

online 16 December 2021


EXPRESS LETTER

Anomalous Transport Induced by Non-Hermitian Anomalous Berry Connection in Non-Hermitian Systems

Jiong-Hao Wang (王炅昊), Yu-Liang Tao (陶禹良), and Yong Xu (徐勇)

Chin. Phys. Lett. 2022, 39 (1): 010301


文章亮点

首次在理论上发现非厄米反常贝里联络诱导的奇异输运现象,包括电子在恒定或交变电场作用下的反常振荡,波函数几何结构导致的线性纵向电导和二阶非线性纵向电导,为非厄米体系中输运现象的研究打开了新的方向。


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非厄米反常贝里联络诱导的(a)二阶非线性纵向电导和(b)线性纵向电导随化学势变化。


非厄米反常贝里联络诱导的奇异输运现象


研究背景

非厄米物理用于描述与环境有耦合的体系,可在多种经典和量子的开放系统中存在,受到人们的广泛关注。近期,有研究发现无序和强关联凝聚态体系中有限寿命的准粒子可由非厄米物理描述,因此非厄米性质对输运现象的影响成为一个重要问题。事实上,2017年,研究发现非厄米体系中非厄米反常贝里联络会对布洛赫电子群速度贡献一个反常项 [Phys. Rev. Lett. 118, 045701 (2017)],但是这一反常速度会对输运性质产生何种影响至今仍不清楚。


内容简介

最近,清华大学交叉信息研究院徐勇研究组理论上预言了非厄米反常贝里联络会在非厄米系统中诱导出厄米系统中不存在的奇异输运现象。研究人员发现电子在恒定或交变电场作用下会出现反常振荡,并提出了基于光波导耦合谐振腔的实验方案来观测这种异常现象。另外,传统的固体物理表明波函数的几何结构只会产生霍尔电导,而不会影响纵向电导。研究人员发现,对于非厄米系统,波函数的几何结构不仅会产生霍尔电导,还会对纵向线性电导有贡献。该纵向电导起源于非厄米反常贝里联络贡献的异常速度。类似固有的霍尔电导,该线性电导与散射时间无关。另一方面,在厄米体系中,当能带对称时,二阶非线性纵向电导通常为零。研究人员发现,在非厄米系统中,非厄米反常贝里联络可以产生非零的二阶非线性纵向电导。


研究意义和重要性

非厄米反常贝里联络会使非厄米体系中出现厄米体系中不存在的奇异输运现象,尤其是非厄米反常贝里联络作为一种新的几何结构,会对纵向电导有贡献,这刷新了我们对波函数几何结构的认知。该研究为非厄米体系中输运现象的研究打开了新的方向,将在非厄米物理和强关联材料等领域引起巨大的研究兴趣。


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