石墨烯中的弹道电荷输运与含超材料的周期性介电结构中的光传播：比较研究
光学
2013-08-09 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
我们探索了包含左手超材料的周期性层状介质的光学性质。这项研究基于超材料中光传播与石墨烯中电荷输运之间的若干类比。我们推导了这两个问题等价的条件，即当相应的波函数一致时的方程和边界条件。我们证明，由交替的左手和右手介电板构成的周期系统的光子带隙结构中包含锥形奇点，类似于石墨烯中带电准粒子能谱中的狄拉克点。无限系统能带结构中的此类奇点在有限样品中导致了相当不寻常的光输运性质。在一个富有洞察力的数值实验（高斯光束通过正常介电材料和超介电材料混合堆栈的传播）中，我们同时展示了四种狄拉克点诱导的反常现象：(i) 禁带频率处强度的类扩散衰减，(ii) 光束的聚焦与散焦，(iii) 光束横向位移的消失，以及 (iv) Zitterbewegung效应的空间类比。所有这些现象都发生在平均折射率非零的介质中，并且可以通过改变样品的几何和电磁参数，或光的频率和偏振来调控。
引用
@article{arxiv.1302.5533,
title = {Ballistic charge transport in graphene and light propagation in periodic dielectric structures with metamaterials: a comparative study},
author = {Yury P. Bliokh and Valentin Freilikher and Franco Nori},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.5533},
year = {2013}
}
备注
corrected text, appendix added