朗道量子化石墨烯中的粒子数反转

朗道能级激光器的优势在于可通过外部磁场调节激光频率。此类激光器的关键先决条件是在光学耦合的朗道能级之间实现粒子数反转。在传统材料中，高效的载流子 - 载流子和载流子 - 声子散射通常会抑制这种效应。基于微观计算，我们首次预测了在朗道量子化石墨烯中出现长寿命粒子数反转的现象，并揭示了其 underlying 多粒子机制。为引导实验演示，我们就磁场强度、泵浦通量、温度和掺杂等实验可及参数，提出了观测最大粒子数反转的最佳条件。我们揭示出，除了朗道能级激光频率的可调谐性外，发射光的偏振也可通过控制样品掺杂的栅极电压进行调节。