2D 电子气中全面法拉第旋转效应

我们报道了在单次通过 2D 电子气（2DEG）中实现近全面法拉第旋转 $\theta_F$=1.43 rad（82 度），接近理想极限 $\pi/2$ rad（90 度）。对应的范德特常数 V = $9.5\times10^{8}$ rad T$^{-1}$m$^{-1}$，约为其他材料体系报道值的一个数量级。我们的测量在微波频率（f=9.2-11.2 GHz）下进行，2DEG 具有高 dc 迁移率 $\mu$ = $7\times10^6$ cm$^2$V$^{-1}$s$^{-1}$，在空心波导中进行，低磁场条件下 B < 200 mT。近全面法拉第旋转归因于在惯性、无碰撞 regime 中的 Hall 效应，$\omega \tau \gg 1$，其中 $\tau$ 为电荷传输散射时间。通过使用导通孔实现弱辐射耦合。在此条件下，法拉第旋转在离心共振处的耗散峰附近得到显著增强。我们的工作表明，经典 Hall 效应在实现理想非双向设备方面具有理想的适用性。