MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)Caltech17150
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aYang,  Christopher  Kai-Chen.
■24510▼aDynamical  Control  of  Many-Body  Interactions  in  Driven  Quantum  Matter
■260    ▼a[Sl]▼bCalifornia  Institute  of  Technology▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a242  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-01,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Refael,  Gil.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--California  Institute  of  Technology,  2025.
■520    ▼aStrongly  driven  Floquet  systems  have  emerged  as  promising  platforms  for  exotic  non-equilibrium  physics,  but  their  instability  to  heating  motivates  practical  questions  about  how  Floquet  engineering  can  be  useful.  Although  drive-induced  heating  is  often  attributed  to  interactions,  this  thesis  adopts  a  different  perspective,  identifying  regimes  where  dissipative  many-body  dynamics  can  stabilize  Floquet  physics  and  define  remarkable  new  drive-tunable  properties.  This  principle  enables  highly  tunable  many-body  steady  states  with  minimal  heating,  leading  to  a  novel  regime  where  drive  control  over  single-particle  Floquet  states  can  extend  to  many-body  interactions.  Our  theoretical  and  experimental  results  in  Parts  II  and  III  center  around  two  themes.  The  first  theme  focuses  on  discovering  controllable  and  stable  many-body  Floquet  states.  The  second  explores  further  into  what  the  future  holds-  envisioning  the  prospects  for  unconventional  Floquet  physics  with  nontraditional  driving  fields  and  three-dimensional  materials.Part  II  of  this  thesis  leverages  kinematic  constraints  on  low-dimensional  manybody  scattering  as  new  principles  for  tuning  and  stabilizing  Floquet  phases.  First,  we  predict  that  a  circularly  polarized  laser  can  drive  slow  electrons  of  moire  systems  into  a  subsonic  regime  where  they  decouple  from  the  intrinsic  2D  acoustic  phonons  of  the  system.  This  "slow-electron  regime"  enables  optical  control  over  the  steady-state  occupation  of  topological  Floquet  states  and  the  resulting  anomalous  Hall  conductivity.  Second,  we  present  experimental  transport  signatures  of  steady  Floquet  physics  in  graphene  irradiated  by  a  continuous-wave  laser.  Our  experiment,  performed  at  3-4  K  lattice  temperatures  with  lasers  off-resonant  to  optical  phonons,  creates  electron-phonon  scattering  bottlenecks  that  stabilize  persistent  lowtemperature  phases  with  light-induced  longitudinal  transport  characteristics.  The  long-lived  many-body  phase  represents  the  first  experimental  signatures  of  steady  Floquet  physics  in  a  metallic  solid.Part  III  presents  emerging  opportunities  for  many-body  Floquet  engineering  beyond  traditional  optically-driven,  low-dimensional  materials.  We  first  explore  beyondoptical  driving  fields,  revealing  the  emergence  of  quantized  charge  transport  in  1D  systems  driven  by  coherent  phonons.  Incoherent  phonons  relax  electrons  into  a  topological  spatiotemporal  Floquet  state  with  quantized  group  velocity  set  by  the  coherent  phonon,  realizing  topological  charge  pumping  in  a  highly  non-adiabatic  setting.  Finally,  we  address  the  topological  effects  of  time-periodic  drives  beyond  low-dimensional  systems,  revealing  that  THz-frequency,  circularly  polarized  light  can  induce  topological  chiral  plasmons  in  Weyl  semimetals  with  band  anisotropy,  broken  time-reversal  symmetry,  and  broken  inversion  symmetry.The  theoretical  and  experimental  work  in  this  thesis  represent  key  progress  towards  realizing  persistent  Floquet  physics  for  diverse  applications  in  quantum  device  engineering.
■590    ▼aSchool  code:  0037.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aElectrons
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■650  4▼aGraphene
■690    ▼a0791
■690    ▼a0605
■71020▼aCalifornia  Institute  of  Technology▼bPhysics,  Mathematics  and  Astronomy.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-01B.
■790    ▼a0037
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358760▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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