可积与混沌腔中半经典无质量Dirac费米子的衰变
介观与纳米尺度物理
2018-10-17 v1 混沌动力学
摘要
传统电磁波的微腔激光需要(1)高腔以及(2)定向发射机制。先前的理论与实验工作表明，这两点要求可通过产生混沌射线动力学的形变介质腔来满足。无质量Dirac旋量波在石墨烯或其光子对应体中是否可能展现类似行为？直观上，由于相关的无质量自旋-1/2粒子不存在背散射以及Klein隧穿，将波长时间限制在腔内似乎不可行；使腔形变以产生经典混沌会使限制更加困难。通过研究由标量势垒定义的腔中自旋-1/2波的衰变——该腔具有依赖于外加势与粒子能量的有效折射率——我们揭示出一个惊人事实：存在一段折射率区间，其中无论对于可积腔还是混沌腔，无质量自旋-1/2波在腔内的平均寿命都可高至与电磁波相当。我们还发现了在该区间之外，电磁波平均逃逸时间与自旋-1/2粒子平均逃逸时间之比的标度律。这些标度律与经典动力学的性质无关。所有结果均经数值验证。这些发现为新兴的Dirac电子光学领域提供了见解，并在利用二维Dirac材料开发非常规电子学方面具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.1809.01612,
title = {Decay of semiclassical massless Dirac fermions from integrable and chaotic cavities},
author = {Chen-Di Han and Cheng-Zhen Wang and Hong-Ya Xu and Danhong Huang and Ying-Cheng Lai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.01612},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 6b figures