单光子检测(SPD)发现在许多乐趣科学和高级工程应用的许多最前沿领域中,从研究宇宙红外背景研究星系形成到超导量子的纠缠,单分子光谱学和遥感1、2。近年来,超导量子计算,高保真量子测量,量子密钥分布和量子网络在微波频率范围3中呼吁SPD的快速发展。当前的SPD方案对高频范围内的光子具有良好的灵敏度(例如,可见光)。然而,对于低频,低能,微波光子,它们的灵敏度大大降低。因此,在这种低频下对单个光子的检测很容易出现经典噪声的错误。石墨烯单光子检测器(即石墨烯超导约瑟夫森连接)已成为一个新平台,以满足检测单微波光子4、5的需求。它能够在较大的频率范围内执行SPD,尤其是由于其线性能量分散关系,在红外和微波频率下。像石墨烯一样,CD 3 AS 2中的螺旋表面状态,Dirac半学6-8,也具有狄拉克线性分散关系。结果,CD 3 AS 2也对低频微波光子敏感。与石墨烯相比,基于以下原因,CD 3 AS 2对于微波光子检测9可能更有希望。首先,已经报道了较高的电子迁移率。1 a。的确,最近在狄拉克半米CD 3中报道了高达10 7 cm 2 /vs的迁移率AS 2单晶10。第二,它们很容易通过许多常规的生长技术(例如蒸气运输11,MBE 12,PLD 13技术)而生长;这使他们可以轻松地集成到任何光学设备结构,例如微波腔。第三,CD 3 AS 2中的唯一电子和光学性能可能允许偏振分辨的光子检测14。第四,CD 3中的超导性为2薄膜15,CD 3中的超电流状态通过超导接近效应16-18的基于2个基于2个基于2个基于2个薄膜。这可能会使发育良好的单个光子检测方案(例如超导纳米线和过渡边缘传感器2)在CD 3中作为2材料系统中的可能性。final,拓扑半学的螺旋表面状态与常规超导体结合使用,可以容纳Majorana零模式,可用于构造拓扑量子。最近还提出了使用Majora零模式的新单个光子检测方案。一起,预测微波单光子检测能力和量子功能将导致高保真量子计算20。在本文中,在近端诱导的超导状态中的微波反应以CD 3 AS 2 AS 2 AS 2 AS 2 AS 2 AS 2的Super-Contucting量子干扰装置(Squid)结构表示,如图在我们的鱿鱼装置中,在范围为0.5至10 GHz的各种微波频率下观察到大型照片响应。
周期性晶格中的拓扑界面状态已成为电子,光子学和语音原理中的宝贵资产,这是由于它们固有的鲁棒性对障碍的固有性。与电子和光子学不同,Hypersound的线性分散关系为研究高阶带盖提供了理想的框架。在这项工作中,我们提出了一种设计策略,用于在GAAS / ALAS多层结构的高阶频带中生成和操纵拓扑纳米式界面状态。这些状态来自两个串联超晶格的频带反转,它们在带隙周围表现出倒置的空间模式对称性。通过调整这些超晶格中的单位单元的厚度比,我们能够在不同的带盖中设计界面状态,从而使能够开发跨越频率范围的多功能拓扑设备。此外,我们证明了此类界面状态也可以在混合结构中生成,这些结构将两个超晶格与以相同频率为中心的不同订单的带盖相结合。这些结构为探索高阶带盖中拓扑结构的途径开辟了途径,为揭幕和更好地理解复杂的拓扑系统提供了一个平台。
磁性材料已知数千年。,由于它们在电动机,传感器和计算机等设备中的广泛使用以及常规的冰箱磁铁,它们在当今世界中起着重要作用。对在铁磁材料中的应用(即自旋波)中的应用非常希望。如今,大多数计算单元基于电子设备。 然而,由于使用高功率密度和高电压相关的局限性,可能很快就不可能对综合电路进行进一步的小型化。 旋转波的最大优势是它们的非常低的能量,加上微波频率中数百甚至数十纳米的波长,可以设计出比电子设备设计具有明显低于电子设备的纳米级设备的可能性。 在过去的二十年中,科学家特别强调了基本宏伟设备的设计,例如定向耦合器,二极管,晶体管或逻辑门,这些设备可以在宏伟的集成电路中找到应用。 在这些系统中,对元素之间相互作用的控制对于完全利用自旋波性能至关重要。 在本文中,我研究了可以在宏伟系统中找到应用的铁磁多层。 我通过引入磁性开始论文。 接下来是对微磁性的解释,控制磁系统的相互作用,磁化纹理和自旋波,以当前深入研究的宏伟晶体和自旋波计算的主题结论。如今,大多数计算单元基于电子设备。然而,由于使用高功率密度和高电压相关的局限性,可能很快就不可能对综合电路进行进一步的小型化。旋转波的最大优势是它们的非常低的能量,加上微波频率中数百甚至数十纳米的波长,可以设计出比电子设备设计具有明显低于电子设备的纳米级设备的可能性。在过去的二十年中,科学家特别强调了基本宏伟设备的设计,例如定向耦合器,二极管,晶体管或逻辑门,这些设备可以在宏伟的集成电路中找到应用。在这些系统中,对元素之间相互作用的控制对于完全利用自旋波性能至关重要。在本文中,我研究了可以在宏伟系统中找到应用的铁磁多层。我通过引入磁性开始论文。接下来是对微磁性的解释,控制磁系统的相互作用,磁化纹理和自旋波,以当前深入研究的宏伟晶体和自旋波计算的主题结论。然后,我解释了论文中使用的数值方法,并详细介绍了问题的实现。在研究的第一部分中,我展示了如何使用非重点相互作用来设计非相互设备。dzyaloshinskii – moriya的相互作用用于诱导分散关系的不对称性,该分散关系进一步用于设计自旋波二极管和循环器。在第二项研究中,使用偶极相互作用引起的达蒙 - 什场模式的表面特征用于设计一个四端口的设备,该设备可以具有不同的功能(循环器,方向耦合器或反射器),用于不同的激发频率。下一项研究显示了与垂直磁各向异性的dzyaloshinskii – moriya相互作用如何导致忽略1 nm的层之间的相互作用,这可以进一步用于设计密集包装的非交织的不相互作用的波导的系统。在第三部分中,我将专注于使用层之间的相互作用,将材料与磁化纹理和具有良好自旋波传播特性的材料搭配起来,以形成宏伟的晶体。第一个系统是具有弱垂直磁各向异性的层,其中诱导条纹结构域,并与薄或绒布层相互作用。由于
简介。当超级流体旋转时,形成了圆旋的晶格。涡旋晶格的振荡,所谓的Tkachenko模式[1-3](有关最近的评论,请参见参考文献。[4]),具有许多独特的属性。与固体中的普通声波不同,在低动量时,tkachenko波具有二次分散关系ω〜 Q 2,只有一个po降低[5-7]。tkachenko模式是自发对称性破坏的相当复杂的结果:超级流体涡流晶格中有许多对称性,但只有一个Nambu-Goldstone Boson(NGB)[8,9]。Tkachenko模式应存在于旋转的超流体4 HE中,但是在超电原子的旋转Bose-Einstein冷凝物中,最终观察到了这一点[10]。在更大的长度尺度上,Tkachenko模式被认为是螃蟹脉冲星的振荡模式的来源[11]。作为tkachenko模式是唯一的低能自由度,人们期望它可以通过涉及单个场地的有效领域理论(EFT)来描述。然而,到目前为止,对这种理论的结构的完全理解尚未实现。在二次级别上,效率拉格朗日[8]与Lifshitz标量[12]相吻合,但是Lagrangian中相互作用项的形式以及它们如何受到对称性的约束。需要这些相互作用项来计算Tkachenko模式的衰减率[13]。在这封信中,我们表明了非交易性领域理论(例如,参见参考文献。[14,15])提供了一个方便的框架,用于构建Tkachenko模式的有效领域理论。非交换性场理论(NCFT)可能与该问题相关是可以直观地理解的 - 旋转非同性主义系统正式等同于放置
1在软培养基中引导弹性波的基本面6 1理论方面。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 1.1线性弹性。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 1.2散装波。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 1.3羔羊波。。。。。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>12 2实验方法。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>16 2.1样品制备。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>16 2.2设置。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 2.3单色激发和频镜检查。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17 2.4提取复杂位移图。。。。。。。。。。。。。。。。。。18 2.5首先观察。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 3从盘子到条带。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21 3.1自由接口处的反射。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22 3.2条带中的挠性模式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22 3.3面内引导波:与羔羊波的类比。。。。。。。。。。。。。。。。23 3.4分散关系:关键物理特征。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。25 3.5软带中的实验测量。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。26 3.6流变学的影响。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。28 3.7调查Dirichlet边界条件。。。。。。。。。。。。。。。。。。。30 4结论。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 div>。 div>。 div>。 div>33 div>
最近,由于其在未来一代的Spintronic设备中的应用,因此在电子系统中的动量依赖性旋转带来了“ Rashba效应”。[1,2] RASHBA效应不仅重要,这不仅是因为它具有巨大的技术应用潜力,而且还因为它是两个自旋带的线性分散关系,因此它是新出现的物理特性的狩猎场。[3]在这项工作中,我们介绍了由于rashba旋带分裂而引起的两个绝缘钙岩氧化物界面上产生的新兴现象。在我们的第一部作品中,我们即兴创造了通过将KTAO3(KTO)与另一个绝缘体(LVO3(LVO))并排并置的新颖导电界面。[4]该异质界面表现出强的自旋轨道耦合,这是迄今为止报道的钙钛矿氧化物异质结构中最高的。还发现该系统通过观察平面霍尔效应(PHE)和异常的平面内磁性(AMR)来显示拓扑性手性异常的特征,类似于观察到的拓扑系统。[5]此外,在磁性耐药性中也观察到了令人惊讶的量子振荡。已经观察到了Landau指数的非线性依赖性作为所施加磁场倒数的函数。在下一项工作中,我们显示了自旋偏光透明界面的实现。在室温下实现材料中高度自旋两极分化的追求是材料物理的中心主题之一。此外,在可见光的整个范围内,该界面似乎几乎是透明的。我们报告了两个绝缘钙岩氧化物的导电界面,即LaFeo3(LFO)和SRTIO3(STO)(STO),这些氧化物证明了自旋极化的签名,即负极磁化率,即在150 K以上的异常霍尔电阻性,甚至超过150 k,甚至达到室温。然而,同一系统在低于150 K的温度下显示出正磁性和正常的霍尔效应。在高温下,贝瑞相位的磁性接近性和拓扑作用可以在现象学上被理解为从高温下的热波动引起的系统中的非线性自旋布置的拓扑作用。我们的观察不仅是基本科学的兴趣,而且也被视为朝着“室温透明氧化物旋转学”迈出的一步。
实现材料电磁特性(EM)特性的强和快速调节的能力具有重要意义。大小和EM响应的超快速变化即使以单步的方式也会导致深远的影响[1-3],包括时间差额和时间反射。这些过程似乎类似于从空间中的界面中的折射和反射,但实际上,它们与空间对应物的根本不同。在两个介电介质之间的空间界面上,能量(频率)是保守的;而同质材料的折射率的突然变化导致频率(能量)变化,而动量(波形k)是保守的。具体而言,如果折射率从n 1变为n 2,则折射和反射波的新频率由ω2=ω1n 1 n 2给出,其中ω1是原始波的频率。此外,因果关系意味着时间的反射不能及时回到时代(不幸的是;人们尝试的 - 到目前为止的静脉),但相反,它们的阶段被反向反射(如水波[4],在RF [5]中证明,在RF [5]和Microwaves [6,7]和Ultracold Atoms [8]和超级空间[8]和Space [8]以及9.9]中[9]。时间反射的波和时间反射波的波数与原始波具有相同的波数。因此,这两种现象都会导致光谱翻译:观察到红移以增加折射率,而蓝换灯是为了减少折射率(图1)。2)。这显着影响所涉及的物理。在时间变化的材料中,定期定位会导致形成所谓的光子时间晶体(PTC),如彼得·哈雷维(Peter Halevi)在2009年提出的,[3]。为了在光频率下实现PTC,材料(t)的介电介电常数必须在光学波周期的时间尺度上进行周期性变化。折射率的强,周期性调制引起多种时间反射和时间折射,这会干扰并导致在动量(k)中的带隙分隔的频段中组织的分散关系(图在PTC中,能量不能保守(随着时间翻译的对称性被调制打破),并且驻留在动量间隙中的状态表现出指数呈指数增加或衰减的振幅。例如,当一波入射在(空间)光子晶体上时,其频率位于光子带隙内 - 波动充分反射,但是当脉冲在PTC介质内传播具有PTC带动量的动量时,与PTC带的动量相关 - 其组速度将脉搏停止,脉搏停止并效果效果,绘制了效果的效果,绘制了该模块的绘制,从而绘制了绘制的能量。多年来已经研究了随着时变介质的波动传播的各个方面[1,10 - 23],但光学范围内的实验观察结果仍然具有挑战性。重要的是,光子时间晶体的实现依赖于具有相当大的时间反射和时间反射。通常,即使在变化
单元2:牛顿的古典力学法律;相空间动力学,稳定性分析;中央力量运动;两体碰撞,散射在实验室和质量框架中;刚体动力学,惯性张量的力矩,非惯性框架和伪型;变分原理,拉格朗日和哈密顿的形式主义和运动方程;泊松支架和规范转换;对称,不变性和保护法,环状坐标;周期性运动,小振荡和正常模式;相对论,洛伦兹转化,相对论运动学和质量能量等效的特殊理论。单元3:电磁理论静电:高斯定律及其应用;拉普拉斯和泊松方程,边界价值问题;磁静态:生物武器定律,安培定理,电磁诱导;麦克斯韦(Maxwell)的方程式和线性各向同性介质中的方程式;界面的字段上的边界条件;标量和矢量电势;仪表不变性;自由空间,介电和导体中的电磁波;反射和折射,极化,菲涅尔定律,干扰,连贯性和衍射;等离子体的分散关系; Maxwell方程的Loentz不变性;传输线和波导指南;带电颗粒在静态和均匀电磁场中的动力学;移动电荷,偶极子和智障电位的辐射。单元4:量子力学波粒对偶性;坐标和动量表示中的波函数;换向者和海森堡的不确定性原则;矩阵表示;狄拉克的胸罩和样式法; Schroedinger方程(时间依赖性和时间无关);特征值问题,例如粒子中的盒子,谐波振荡器等。;穿过障碍;运动中心的运动;轨道角动量,角动量代数,自旋;添加角动量;氢原子,自旋 - 轨道耦合,精细结构;时间独立的扰动理论和应用;变分方法; WKB近似;时间依赖的扰动理论和费米的黄金法则;选择规则;半古典辐射理论;散射,相移,部分波,天生近似的基本理论;相同的粒子,保利的排除原理,自旋统计量连接;相对论量子力学:klein gordon和dirac方程。单元5:热力学及其后果的热力学和统计物理定律;热力学潜力,麦克斯韦关系;化学潜力,平衡;相空间,微染色;微型典型,规范和宏大的合奏和分区功能;自由能和热力学量的连接;一阶相变;经典和量子统计,理想的费米和玻色气体;详细的平衡原则;黑体辐射和普朗克的分销法; Bose-Einstein凝结;随机步行和布朗运动;介绍非平衡过程;扩散方程。单元6:电子设备半导体设备物理,包括二极管,连接,晶体管,现场效应设备,HOMO和HETEROJUNTICT设备,设备结构,设备特性,频率依赖性和应用;光电设备,包括太阳能电池,光电探测器和LED;高频设备,包括
单元2:牛顿的古典力学法律;相空间动力学,稳定性分析;中央力量运动;两体碰撞,散射在实验室和质量框架中;刚体动力学,惯性张量的力矩,非惯性框架和伪型;变分原理,拉格朗日和哈密顿的形式主义和运动方程;泊松支架和规范转换;对称,不变性和保护法,环状坐标;周期性运动,小振荡和正常模式;相对论,洛伦兹转化,相对论运动学和质量能量等效的特殊理论。单元3:电磁理论静电:高斯定律及其应用;拉普拉斯和泊松方程,边界价值问题;磁静态:生物武器定律,安培定理,电磁诱导;麦克斯韦(Maxwell)的方程式和线性各向同性介质中的方程式;界面的字段上的边界条件;标量和矢量电势;仪表不变性;自由空间,介电和导体中的电磁波;反射和折射,极化,菲涅尔定律,干扰,连贯性和衍射;等离子体的分散关系; Maxwell方程的Loentz不变性;传输线和波导指南;带电颗粒在静态和均匀电磁场中的动力学;移动电荷,偶极子和智障电位的辐射。单元4:量子力学波粒对偶性;坐标和动量表示中的波函数;换向者和海森堡的不确定性原则;矩阵表示;狄拉克的胸罩和样式法; Schroedinger方程(时间依赖性和时间无关);特征值问题,例如粒子中的盒子,谐波振荡器等。;穿过障碍;运动中心的运动;轨道角动量,角动量代数,自旋;添加角动量;氢原子,自旋 - 轨道耦合,精细结构;时间独立的扰动理论和应用;变分方法; WKB近似;时间依赖的扰动理论和费米的黄金法则;选择规则;半古典辐射理论;散射,相移,部分波,天生近似的基本理论;相同的粒子,保利的排除原理,自旋统计量连接;相对论量子力学:klein gordon和dirac方程。单元5:热力学及其后果的热力学和统计物理定律;热力学潜力,麦克斯韦关系;化学潜力,平衡;相空间,微染色;微型典型,规范和宏大的合奏和分区功能;自由能和热力学量的连接;一阶和二阶过渡;经典和量子统计,理想的费米和玻色气体;详细的平衡原则;黑体辐射和普朗克的分销法; Bose-Einstein凝结;随机步行和布朗运动;介绍非平衡过程;扩散方程。单元6:电子设备半导体设备物理,包括二极管,连接,晶体管,现场效应设备,HOMO和HETEROJUNTICT设备,设备结构,设备特性,频率依赖性和应用;光电设备,包括太阳能电池,光电探测器和LED;高频设备,包括