基于兹维尔-德拉斯磁性材料的 GHz-THz 集体激子光学界面
材料科学
2026-05-25 v2
摘要
量子材料中的集体自旋和晶格激子跨越 GHz 至 THz 能量尺度，但建立统一的光学界面仍是核心挑战。本文表明，CrSBr 这种兹维尔-德拉斯反磁性材料中的激子共振提供了覆盖这些模式的宽带光学界面。通过亚秒脉冲光谱可见性实验，我们分辨出调制宽谱介电响应的相干 GHz 磁振子和 THz 声学振子模式。尽管其微观本质和频率尺度各不相同，这些激子均产生相同的涌现光学特征：一个位于 1.46 eV 的共振峰，在稳态光谱中不存在，并表现出特征性 π 相位反转，确认其为一个離散激子跃迁。我们将此行为归因于由玻色子驱动的介电响应调制，暂时将名义上暗淡的激子能量谱权重转移到可观测通道，而无需平衡振子强度。多体计算结果支持我们将此特征归因于一个能量更高、具有不同动量和轨道特性且光学矩阵元强烈抑制的激子。这些结果表明，兹维尔-德拉斯磁性材料中的激子共振可作为跨 GHz、THz 和光学频率尺度的集体激子界面平台。
引用
@article{arxiv.2511.20268,
title = {Excitonic optical interface for GHz-THz collective excitations in a van der Waals magnet},
author = {Sophie Bork and Richard Leven and Vincent Wirsdörfer and Alessandro Ferretti and Rafael R. Rojas-Lopez and Mattia Benini and David Maximilian Janas and Umut Parlak and Alberto Brambilla and Alexey V. Scherbakov and Swagata Acharya and Mirko Cinchetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.20268},
year = {2026}
}