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具有手性布洛赫态系统中的高次谐波生成:对准直性石墨的应用

介观与纳米尺度物理 2026-04-15 v1 光学 量子物理

摘要

非线性光-物质相互作用,特别是高次谐波生成(HHG),在探索量子材料方面具有根本意义且备受关注,同时也具备光学信息处理应用的潜力。与此同时,石墨基多层系统在工程有趣带结构并提升关联效应方面取得了显著进展。我们受益于石墨中成功实现 HHG 的案例,研究了这种效应在准直性石墨 n 层堆叠系统中的表现——这是近年来备受瞩目的相关多层石墨系统的代表。我们指出,手性布洛赫态对该系统的两个谷(valleys)在 HHG 中起关键作用。布洛赫态的“绕线”(winding)随着 n 线性缩放,就像占主导地位的谐波次序一样。我们进一步表明,动力学空间中位于有限半径圆环上最强量子几何的 Location,会在强激光脉冲开始时的时间依赖动量分布中被刻画出来。我们还演示了交叉极化效应(dichroism)的存在会导致两个谷之间手性相互作用的复杂相互作用,直接可见于 n 依赖性。我们也分析了掺杂的影响,并识别出一种跟踪已占据状态净手性的量。我们的发现表明,准直性石墨构成了一个探索丰富非线性光学现象的有前景的平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.11984,
  title  = {High-harmonic generation in systems with chiral Bloch states: application to rhombohedral graphene},
  author = {Jessica O. de Almeida and Wilton J. M. Kort-Kamp and Mathias S. Scheurer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.11984},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 10 figures