Constraints on the reciprocal propagation of a quantum particle through a one-dimensional localized complex potential

Abstract

In the propagation of an electron through a one-dimensional asymmetric complex potential, it is known that while the conventional Green function reciprocity symmetry will ensure transmission to be symmetric between a "left-incident" and a "right-incident" beam, no such symmetry exists for the case of reflection. Here we derive generalized reciprocity relations for both the amplitude and phase of the reflected waves as constraints on the left-and right-incident beams, in complete analogy to what was established in optics. We further provide illustrations of these relations via direct analytical calculations in the case of a real potential, and via numerical studies in the case of a complex potential.Résumé : Dans la propagation d'un électron à travers un potentiel 1D complexe asymétrique, nous savons, qu'alors que la symétrie de réciprocité de la fonction de Green va garantir une transmission symétrique entre des faisceaux incidents de la gauche ou de la droite, il n'y a pas de telle symétrie pour la réflexion. Ici, en complète analogie avec ce qui se fait en optique, nous obtenons des relations généralisées de réciprocité pour l'amplitude et la phase d'ondés réfléchies, suite à des faisceaux incidents de la gauche et de la droite. De plus, nous illustrons ces relations à l'aide de calculs analytiques directs dans le cas d'un potentiel réel et à l'aide de calculs numériques dans le cas d'un potentiel complexe. [Traduit par la Rédaction]