三维亚波导材料非局域效应的极限
应用物理
2025-09-03 v1
摘要
亚波导材料可表现出特殊的非局域特性，但相应的基本极限和实现这些特性的设计蓝图基本未被探索。本文推导了三维亚波导材料有效非局域特性的全面界限，同时识别了实现或接近这些界限的微结构。我们假设基本方程等价于弱施加磁场下的导电问题。虽然我们关注霍尔效应，但我们的结果更一般地适用，特别是针对准静态 regime下不存在损耗和共振的费雪效应。我们的界限包含三个重要含义：首先，亚波导材料的有效霍尔迁移率不能超过组成材料中最大的霍尔迁移率。其次，在额外条件下，有效Verdet常数也无法被增强。第三，对于对角线霍尔张量分量，最优值要么由纯相位之一实现，要么由由它们形成的秩1层压板实现，前提是所有相位的霍尔系数符号相同。我们的工作阐明了非局域亚波导材料的极限，确定了获得诸如符号反转和增强等特殊现象的关键前提条件。several extensions appear within reach，例如针对表现出等离子共振的亚波导材料的费雪效应。
引用
@article{arxiv.2509.01593,
title = {Limits to the Hall effect and other nonreciprocal effects in three-dimensional metamaterials},
author = {Christian Kern and Graeme W. Milton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01593},
year = {2025}
}