超材料中的拓扑相变
光学
2015-05-30 v2
摘要
数学拓扑的思想在现代物理的许多方面都扮演着重要角色——从相变到场论再到非线性动力学。这方面的一个重要例子是 Lifshitz 相变，其中金属的费米面从闭合几何结构转变为开放几何结构（例如由于外部压力），从而对电子磁输运产生显著影响。在此，我们提出了强各向异性超材料中 Lifshitz 相变的光学对应物。当这种复合材料的介电张量的一个分量改变符号时，相应的等频面从椭球体转变为双曲面。由于光子态密度可以与等频面所包围的体积相关，因此超材料中的这种拓扑相变会导致光子态密度的剧烈变化，从而影响与超材料相关的每一个物理参数——从热力学量（如其平衡电磁能）到非线性光学响应，再到量子电动力学效应（如自发辐射）。在本文中，我们展示了在经历拓扑 Lifshitz 相变的超材料表面附近放置的量子点的自发光发射的改性，并给出了该效应的理论描述。
引用
@article{arxiv.1109.5637,
title = {Topological Transitions in Metamaterials},
author = {Harish N. S. Krishnamoorthy and Zubin Jacob and Evgenii Narimanov and Ilona Kretzschmar and Vinod M. Menon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.5637},
year = {2015}
}