研究层状MoO2中的平面手性声子模式及各向异性

MoO?晶体中存在手性声子模式，突破传统需要破缺镜面对称的假设。通过第一性原理对称分析和角分辨偏振拉曼实验，证实MoO?在保持镜像对称和时间反演对称时仍能形成非零角动量的手性声子。实验发现两种拉曼模式：A_g（非手性）和B_g（手性），通过圆偏振度（DOCP）和频率偏移（5-10 cm?1）验证其手性特征，为开发手性光学器件提供新材料基础。

　　

摘要

手性声子是一种具有固有角动量的圆偏振晶格振动，为控制热传输、自旋-声子相互作用以及各种量子现象提供了新的途径。通常需要破坏反演对称性和时间反演对称性，才能使具有非零角动量的手性声子模式得以形成。我们证明了在各向异性的MoO₂中，即使存在反演对称性和时间反演对称性，平面内的声子模式仍然可以是手性的。基于第一性原理的对称性分析，我们预测各向异性的MoO₂可能在不具备镜像对称性的情况下仍具有手性声子模式，但会破坏联合对称性操作。我们通过进行螺旋度分辨的拉曼（HRR）测量并计算圆偏振度（DOCP）来实验验证了这些声子的手性。MoO₂薄片同时展示了螺旋度反转（手性-B_g）和螺旋度保持（非手性-A_g）的拉曼模式。值得注意的是，圆偏振度的符号提供了一种快速且明确的方法来区分MoO₂的A_g和B_g模式。由于MoO₂中的非零伪磁场，螺旋度反转的模式还观察到了巨大的频率位移（约5-10 cm^?1）。此外，还通过角分辨的偏振拉曼（ARPR）实验研究了MoO₂的各向异性程度。这种对手性声子的全面研究，包括平面内拉曼各向异性，可能有助于未来开发基于MoO₂的、对偏振敏感的器件，以支持手性光学应用。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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