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经典与量子周期系统中波局域化的标度理论

无序系统与神经网络 2022-11-28 v1 化学物理 光学

摘要

周期介质中的功能性缺陷会在不同维度上局域化波——声学、电磁、电子、自旋等——具体取决于缺陷的结构。缺陷通常用超晶格建模,并以典型的能带结构表示能级,但确定与给定能带相关的局域化高度非平凡,且迄今无已知解析方法。因此,我们提出一种对局域化维度进行分类的严格方法。从局域化能量与模体积出发,利用有限尺寸标度发现,这些量按特定幂次之比可给出各能带的局域化维度。该分类相比能带结构计算几乎无额外计算成本,且对量子与经典 regime 中任意类型的波及任意维度均成立。在量子情形中,我们以含氮空位的二维六方BN中的电子局域化为例说明该方法,证实了先前结果。在经典情形中,我们研究三维光子带隙腔超晶格,从中识别出新颖的受主型行为。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.00514,
  title  = {Scaling theory of wave confinement in classical and quantum periodic systems},
  author = {Marek Kozoň and Ad Lagendijk and Matthias Schlottbom and Jaap J. W. van der Vegt and Willem L. Vos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00514},
  year   = {2022}
}

备注

6 pages and 5 figures main text, 6 pages and 4 figures supplemental material