自旋軌道耦合是一系列新奇拓?fù)鋺B(tài)及拓?fù)湎嗟奈锢砘A(chǔ),如拓?fù)浣^緣體、拓?fù)涑瑢?dǎo)體、量子霍爾效應(yīng)、量子反�；魻栃�(yīng)、Weyl半金屬、Majorana費(fèi)米子等。拓?fù)淞孔討B(tài)由非局域不變量描述,通常無法與局域的物理觀測量相聯(lián)系,進(jìn)而很難通過實(shí)驗(yàn)探測拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)湎�。盡管固體物理實(shí)驗(yàn)發(fā)展了各種各樣手段來探測拓?fù)浣^緣體、拓?fù)浒虢饘俚韧負(fù)淞孔討B(tài),其并未直接探測出體系的拓?fù)鋽?shù)也沒有提供拓?fù)湎嗟闹苯幼C據(jù)。在固體材料中,由于材料生長的難可控性,往往無法實(shí)現(xiàn)所需求的拓?fù)淞孔芋w系。此外在常規(guī)的計(jì)算機(jī)模擬中,隨著多粒子體系中粒子數(shù)量的增加,計(jì)算量成粒子數(shù)指數(shù)級增長,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)模擬無法給出多粒子體系的基態(tài)。隨著冷原子技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展,用高可控性的量子模擬構(gòu)建各種各樣的新奇拓?fù)淞孔芋w系成為可能,在直接求解多粒子量子體系的基態(tài)方面也顯示出重要優(yōu)勢,為直接探測新奇拓?fù)湎到y(tǒng)的拓?fù)湎嗵峁┝丝赡�。本文詳�?xì)描述了通過玻色子自旋軌道耦合量子模擬研究二維體系的拓?fù)湫再|(zhì),以及由此發(fā)展的一些列實(shí)驗(yàn)方法。首先,本文將簡要介紹冷原子技術(shù)的背景、應(yīng)用及發(fā)展,并著重介紹玻色愛因斯坦凝聚理論以及在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的多種自旋軌道耦合理論。其次,本文將介紹實(shí)驗(yàn)... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１材料中自旋軌道耦合所導(dǎo)致的各種拓?fù)洮F(xiàn)象和自旋電子器件

圖１．３?Ｓｐｉｅｌｎｉａｎ小組提出的二維自旋軌道耦合方案（ａ）和三維自旋軌道耦合方案（ｂ）。??效應(yīng)），這樣中性原子就獲得了等效磁場，如圖１．４所示。光晶格驅(qū)動跳躍獲得非??零相位的思想首先有Ｒｕｏｓｔｅｋｏｓｋｉ等人（２００３）和Ｊａｋｓｃｈ等人（２００３），在他們的??工作中提到獲得非零相位的首要條件是建立內(nèi)態(tài)相關(guān)的光晶格，如圖１．４右圖所??示。令Ｘ方向的晶格常數(shù)是４，ｙ方向的晶格常數(shù)是４，兩個原子內(nèi)態(tài)分別為??丨６〉和丨５〉。??通常有兩種內(nèi)態(tài)的選擇方案：第一種選擇方案是原子超精細(xì)結(jié)構(gòu)基態(tài)的兩??個磁子能級，這種選擇方案主要針對堿金屬原子（堿金屬原子的激發(fā)態(tài)往往壽命??太短）。這種兩個態(tài)擁有不同的磁矩，通過適當(dāng)選取單光子失諧可以獲得空間移??６??

Ｍｉｎｔｎａ?ｔｏｃａｔｉｏｎ?Ｏｊａｓｔｍｏｆｒｉｅｎｔ＾，?ｑ／ｋＬ??圖１．２?Ｓｐｉｅｌｍａｎ小組實(shí)現(xiàn)的一維自旋軌道耦合。??（ａ）?Ｃｏｕｐｌｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ?（ｂ）??艽２￡７３?＇?＾?ＬｂＬｉ４??＾?ｒ?Ｉ?—１４）??ａ——１７?丨”＾／個－１??／?ｓ?／ｌ〇２?；?＼?ｌ／Ｌｍ?！??Ｊ＼?ＬｒＬ１３＾＼?ｌｃｌ２４??；｛?⑷雀心４，??個個個個個?＾Ｖ＇７￣ｔ一＂＂＂才??ｍＦ?－２?－１?０?１２?Ｌ，，ｈ＇ａ??圖１．３?Ｓｐｉｅｌｎｉａｎ小組提出的二維自旋軌道耦合方案（ａ）和三維自旋軌道耦合方案（ｂ）。??效應(yīng)），這樣中性原子就獲得了等效磁場，如圖１．４所示。光晶格驅(qū)動跳躍獲得非??零相位的思想首先有Ｒｕｏｓｔｅｋｏｓｋｉ等人（２００３）和Ｊａｋｓｃｈ等人（２００３），在他們的??工作中提到獲得非零相位的首要條件是建立內(nèi)態(tài)相關(guān)的光晶格，如圖１．４右圖所??示。令Ｘ方向的晶格常數(shù)是４，ｙ方向的晶格常數(shù)是４，兩個原子內(nèi)態(tài)分別為??丨６〉和丨５〉。??通常有兩種內(nèi)態(tài)的選擇方案：第一種選擇方案是原子超精細(xì)結(jié)構(gòu)基態(tài)的兩??個磁子能級，這種選擇方案主要針對堿金屬原子（堿金屬原子的激發(fā)態(tài)往往壽命??太短）。這種兩個態(tài)擁有不同的磁矩

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]High-Performance Sodium Bose-Einstein Condensate Apparatus with a Hybrid Trap and Long-Distance Magnetic Transfer[J]. 張峰,龍?jiān)?楊江陵,馬國強(qiáng),殷冀平,王如泉.  Chinese Physics Letters. 2015 (12)

博士論文
[1]超冷玻色氣上二維自旋軌道耦合的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳湛.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]量子氣體在自旋軌道耦合下的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張進(jìn)一.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013



本文編號：3379520