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极化控制的石墨中有效 Rabi 动力学:基于 Floquet-Magnus 方法

介观与纳米尺度物理 2026-05-04 v1 材料科学

摘要

极化椭圆系数 β\beta 和电子动量与驱动场之间的相对角度 Δ\Delta 作为准粒子系统中一致动力学的独立控制参数。本文采用 Floquet-Magnus 展开法,分析在椭圆偏振电磁辐射作用下的共振驱动 Dirac 电子动力学。工作在相互作用图中,应用旋转波型变换,推导出支配共挮(ω=Ω/2\omega = \Omega/2)下 macromotion 的有效二维能级哈密顿量。得到的准能级分裂随 β\betaΔ\Delta 通过 Bessel 谐波 J0(ζ)J_0(\zeta)J2(ζ)J_2(\zeta) 之间的干涉而作非平凡依赖。圆极化(β=±1\beta = \pm 1)恢复旋转对称性,得到 Δ\Delta 无关的有效 Rabi 频率;而椭圆极化和线性极化则产生各向异性响应,呈现 π\pi 周期的角度调制。除光谱特性外,我们识别出一种极化诱导相位,作为有效初始 Floquet 踢,偏移有效初始条件,导致占据振荡计时测量偏移,其符号取决于旋光性和相对取向。通过对时间演化算符进行显式傅里叶分解,我们分离出 macromotion 与 micromotion 贡献,数值模拟验证了零阶 Magnus 近似在弱场 regime 下的有效性,均方根误差约为 1%1\%,覆盖 100 个驱动周期。这些结果表明,极化椭圆系数和相对取向是二维 Dirac 材料中可调且可实验访问的量子控制旋钮,具有直接意义于时分辨光谱学。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.00325,
  title  = {Polarization-controlled effective Rabi dynamics in driven Graphene: A Floquet-Magnus approach},
  author = {V. G. Ibarra-Sierra and J. L. Cardoso and C. Flores-Valente and A. Kunold and J. C. Sandoval-Santana},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.00325},
  year   = {2026}
}

备注

18 pages, 3 figures