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量子电容量揭示 Dirac 材料非厄米性的热力学信号

介观与纳米尺度物理 2026-04-16 v1 量子物理

摘要

非厄米性能带描述捕捉损耗、增益及环境耦合如何重塑量子物质的特征,但大多数实验测试依赖波动或动力探针。本文建立了 Dirac 材料中非厄米性异常物理的平衡新途径:在弱非厄米性范畴内,热力学态密度和量子电容量均表现出对异常点的普适平衡方法。在我们的最小非互惠石墨烯模型中, hopping 失衡会导致 Dirac 速度降低为 vF=v1β2v_F=v\sqrt{1-\beta^2},这意味着低能态态密度、热力学态密度和量子电容量均随着 β1|\beta|\to 1^- 而缩放为 (1β2)1(1-\beta^2)^{-1}。因此,在电荷中性处,量子电容量随温度呈线性,但其前置系数趋于发散;而逆响应在接近异常点时呈线性软化。在磁场中,这表现为 Landau 能级间距坍缩以及相应的热活跃能级拥挤。另一方面,biorthogonal 派生州表现出 Petermann 因子 K=(1β2)1K=(1-\beta^2)^{-1},这隔离了特征向量非正交性的不可约非厄米性效应。这些结果将量子电容量标识为有效非厄米性 Dirac 材料的可实验性bulk平衡探针。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.14150,
  title  = {Thermodynamic signatures of non-Hermiticity in Dirac materials via quantum capacitance},
  author = {Juan Pablo Esparza and Francisco J. Peña and Patricio Vargas and Vladimir Juričić},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.14150},
  year   = {2026}
}

备注

7 pages + 4 figures, SM as an ancillary file