Anomalous Goos-Hänchen shift in the Floquet scattering of Dirac fermions

Autores
Huaman Gutierrez, Angiolo Miguel; Usaj, Gonzalo
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We study the inelastic scattering of two-dimensional massless Dirac fermions by an inhomogeneous time-dependent driving field. As a physical realization, we consider a monolayer graphene normally illuminated with a circularly polarized laser of frequency ω in a given region. The interaction Hamiltonian introduced by the laser, being periodic in time, can be treated with the Floquet method, which naturally leads to a multichannel scattering problem. We analyze planar and circular geometries of the interface separating the irradiated and nonirradiated regions and find that there is an anomalous Goos-Hänchen shift in the inelastic channel. The latter is weakly dependent on the amplitude of the driving (for small amplitudes) while its sign is determined by the polarization of the laser field. We related this shift with the appearance of topological edge states between two illuminated regions of opposite chiralities.
Fil: Huaman Gutierrez, Angiolo Miguel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentina
Fil: Usaj, Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentina
Materia
Driven quantum systems
Floquet topological insulators
Quantum transport
Dirac fermions
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Fil: Huaman Gutierrez, Angiolo Miguel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche | Comision Nacional de Energia Atomica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnologia - Nodo Bariloche.; Argentina
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description We study the inelastic scattering of two-dimensional massless Dirac fermions by an inhomogeneous time-dependent driving field. As a physical realization, we consider a monolayer graphene normally illuminated with a circularly polarized laser of frequency ω in a given region. The interaction Hamiltonian introduced by the laser, being periodic in time, can be treated with the Floquet method, which naturally leads to a multichannel scattering problem. We analyze planar and circular geometries of the interface separating the irradiated and nonirradiated regions and find that there is an anomalous Goos-Hänchen shift in the inelastic channel. The latter is weakly dependent on the amplitude of the driving (for small amplitudes) while its sign is determined by the polarization of the laser field. We related this shift with the appearance of topological edge states between two illuminated regions of opposite chiralities.
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