介观螺旋量子阱中的几何诱导手性电流

该研究团队提出了一种介观量子阱,其限制效应和手性完全源自有限螺旋度量内禀的扭转特性。这种纯几何构造无需外部栅极或场的作用:该度量本身既能产生谐波径向势,又可生成打破m↔−m简并的扭转驱动塞曼项。通过在z=±L/2处施加硬壁边界条件,研究人员量化了轴向运动,从而获得真正零维的螺旋量子点。精确解析解揭示出能谱具有手性分裂特性,其分裂程度与扭转参数Ω及轴向量子数nz均呈线性关系。对于实际砷化铟纳米卷参数(L=100纳米,Ω=5×10^6米^-1),这种几何效应会产生约0.5毫电子伏的可测量分裂。该工作提出了三种可行的实验平台——光学陷阱中的超冷原子、飞秒刻写光子波导以及应变工程半导体纳米卷——这些平台均能利用现有技术观测到这种扭转诱导现象。

量科快讯