非互易双各向异性介质的普适自旋分辨热辐射定律
光学
2020-12-30 v2 介观与纳米尺度物理
材料科学
应用物理
摘要
手性光吸收体可基于基尔霍夫定律发射自旋极化（圆偏振）热辐射，该定律在热平衡下对互易介质将自旋分辨发射率与自旋分辨吸收率等同。对于非互易介质，尚无此类定律。本工作中，我们发现了适用于互易与非互易平面介质的三条自旋分辨基尔霍夫热辐射定律。具体而言，这些定律适用于通用双各向异性材料类别的多层或复合板，包括（单轴或双轴）双折射晶体、（旋光）外尔半金属、磁化半导体、等离子体、铁磁体与铁氧体、（磁电）拓扑绝缘体、超材料和多铁性介质。我们还提出一项实验，利用外加磁场中掺杂质锑化铟（InSb）薄膜的单系统来验证这些定律。此外，我们揭示了一个令人惊讶的结果：所有这些材料类别的平面板均可在无需任何表面图案化的情况下发射部分圆偏振热光，并确定了在较低温度（非平衡）下向外部环境热发射时会经历非平凡热光机械力与力矩的平面构型。我们的工作还提供了平衡热辐射角动量（除能量外）细致平衡的新基本见解，并为基于非互易双各向异性材料的热辐射实用功能铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1912.07177,
title = {Universal spin-resolved thermal radiation laws for nonreciprocal bianisotropic media},
author = {Chinmay Khandekar and Farhad Khosravi and Zhou Li and Zubin Jacob},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07177},
year = {2020}
}