Super Bloch oscilace - Super Bloch oscillations

v fyzika, a Super Bloch oscilace popisuje určitý typ pohybu částice v mřížkovém potenciálu při vnější periodické jízdě. Termín super odkazuje na skutečnost, že amplituda v polohovém prostoru takové oscilace je o několik řádů větší než pro „normální“ Blokovat oscilace.

Blochové oscilace vs. Super Blochové oscilace

Normální oscilace Bloch a oscilace Super Bloch jsou úzce spojeny. Obecně, Blokovat oscilace jsou důsledkem periodické struktury mřížkového potenciálu a existence maximální hodnoty Bloch vlna vektor ${ displaystyle k_ {max}}$. Konstantní síla ${ displaystyle F_ {0}}$ má za následek zrychlení částice až k okraji první Brillouinova zóna je dosaženo. Následující náhlá změna rychlosti z ${ displaystyle + hbar k_ {max} / m}$ na ${ displaystyle - hbar k_ {max} / m}$ lze interpretovat jako a Braggův rozptyl částice mřížkovým potenciálem. Výsledkem je, že rychlost částice nikdy nepřekročí ${ displaystyle | hbar k_ {max} / m |}$ ale osciluje v a zub pily obdobným způsobem s odpovídající periodickou oscilací v polohovém prostoru. Překvapivě se navzdory neustálému zrychlování částice nepřekládá, pouze se pohybuje po velmi několika místech mřížky.

Super Bloch oscilace vznikají přidáním další periodické hnací síly ${ displaystyle F_ {0}}$, což má za následek:

${ displaystyle F (t) = F_ {0} + Delta F sin ( omega t + varphi)}$

Detaily pohybu závisí na poměru mezi frekvencí jízdy ${ displaystyle omega}$ a Blochova frekvence ${ displaystyle omega _ {B}}$. Malé rozladění ${ displaystyle omega - omega _ {B}}$ má za následek pauzu mezi Blochovým cyklem a pohonem s drastickou změnou pohybu částic. Na vrcholu Blochovy oscilace ukazuje pohyb mnohem větší oscilaci v pozičním prostoru, který se rozprostírá přes stovky mřížkových míst. Tyto Super Blochovy oscilace přímo odpovídají pohybu normálních Blochových oscilací, právě změněných v prostoru a čase.

Kvantově mechanický popis změny měřítka najdete zde.^[1] V nich je demonstrována experimentální realizace.^[2][3][4]Teoretická analýza vlastností superblokových oscilací, včetně závislosti na fázi hnacího pole, je uvedena zde.^[5]

Reference