对声子手性在对称约束下的系统性研究
材料科学
2026-01-09 v2 光学
摘要
声子是晶格振动的量子，其模式（线性、圆形或静止）由对称性决定。具有非零角动量（AM）的圆形偏振声子近期引起广泛关注。尽管已广泛使用伪角动量（PAM）和圆偏振光偏振翻转来识别手性声子，但其可靠性受到对称性依赖的争议，且缺乏实验验证标准。本文系统性地研究了声子手性及相关现象，涵盖多个磁点群。我们确立了AM-PAM关联由晶体对称性和沃克尔费位置共同决定，从而决定非零AM在PAM特征中显现的条件。关键的是，属于不同不可约表示的声子具有不同的实验基准，使其能够直接确定晶体手性及对称性分类。此外，我们报告发现了一种对称性诱导现象的特征，即类似半波板的效应由镜像奇异声子引起。我们进行了五次实验来验证理论。
引用
@article{arxiv.2503.22794,
title = {Comprehensive Study of Phonon Chirality under Symmetry Constraints},
author = {Shuai Zhang and Zhiheng Huang and Muchen Du and Tianping Ying and Luojun Du and Tiantian Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.22794},
year = {2026}
}