Tá dul chun cinn déanta i staidéar ghluaiseacht thar a bheith gasta cuasi-cháithníní Weil atá rialaithe agléasair
Le blianta beaga anuas, tá an taighde teoiriciúil agus turgnamhach ar stáit chandamacha toipeolaíocha agus ábhair chandamacha toipeolaíocha ina ábhar te i réimse na fisice ábhair chomhdhlúite. Mar choincheap nua maidir le haicmiú ábhair, is coincheap bunúsach i bhfisic ábhair chomhdhlúite é ord toipeolaíoch, cosúil le siméadracht. Tá tuiscint dhomhain ar thoipeolaíocht bainteach leis na fadhbanna bunúsacha i bhfisic ábhair chomhdhlúite, amhail bunstruchtúr leictreonach an ábhair chomhdhlúite.céimeanna chandamacha, aistrithe céime chandamacha agus spreagadh go leor eilimintí neamhghluaiseachta i gcéimeanna candamacha. In ábhair thoipeolaíocha, imríonn an cúpláil idir go leor céimeanna saoirse, amhail leictreoin, fónóin agus sníomh, ról cinntitheach i dtuiscint agus i rialáil airíonna ábhair. Is féidir spreagadh solais a úsáid chun idirdhealú a dhéanamh idir idirghníomhaíochtaí éagsúla agus staid an ábhair a ionramháil, agus is féidir faisnéis faoi airíonna fisiceacha bunúsacha an ábhair, aistrithe céime struchtúracha, agus stáit chandamacha nua a fháil ansin. Faoi láthair, tá an gaol idir iompar macrascópach ábhar toipeolaíoch faoi thiomáint réimse solais agus a struchtúr adamhach micreascópach agus a n-airíonna leictreonacha ina sprioc taighde.
Tá dlúthbhaint ag iompar freagartha fótaileictreach ábhar toipeolaíoch lena struchtúr leictreonach micreascópach. I gcás leathmhiotail thoipeolaíocha, tá an spreagadh iompróra in aice leis an trasnú banda an-íogair do shaintréithe feidhm tonnta an chórais. Is féidir le staidéar ar fheiniméin optúla neamhlíneacha i leathmhiotail thoipeolaíocha cabhrú linn airíonna fisiceacha na staideanna spreagtha den chóras a thuiscint níos fearr, agus meastar gur féidir na héifeachtaí seo a úsáid i monarú...gléasanna optúlaagus dearadh cealla gréine, rud a sholáthróidh feidhmeanna praiticiúla féideartha sa todhchaí. Mar shampla, i leath-mhiotal Weyl, cuirfidh ionsú fótóin de sholas polaraithe ciorclach faoi deara go n-iompóidh an casadh, agus chun caomhnú móiminteam uilleach a chomhlíonadh, beidh an spreagadh leictreon ar an dá thaobh den chón Weyl dáilte go neamhshiméadrach feadh treo iomadú an tsolais polaraithe ciorclaigh, ar a dtugtar an riail roghnúcháin chiral (Fíor 1).
De ghnáth, glacann staidéar teoiriciúil ar fheiniméin optúla neamhlíneacha ábhar toipeolaíoch leis an modh ina gcomhcheanglaítear ríomh airíonna staid bhunúsach ábhair agus anailís siméadrachta. Mar sin féin, tá roinnt lochtanna ag an modh seo: níl an fhaisnéis dhinimiciúil fíor-ama ann maidir le hiompróirí spreagtha i spás móiminteam agus i spás fíor, agus ní féidir leis comparáid dhíreach a bhunú leis an modh braite turgnamhach réitithe ama. Ní féidir an cúpláil idir leictreon-fónóin agus fótón-fónóin a chur san áireamh. Agus tá sé seo ríthábhachtach chun go dtarlóidh aistrithe céime áirithe. Ina theannta sin, ní féidir leis an anailís theoiriciúil seo atá bunaithe ar theoiric suaitheadh déileáil leis na próisis fhisiceacha faoin réimse solais láidir. Is féidir leis an insamhalta dinimic mhóilíneach feidhme dlúis atá ag brath ar am (TDDFT-MD) atá bunaithe ar phrionsabail tosaigh na fadhbanna thuas a réiteach.
Le déanaí, faoi threoir an taighdeora Meng Sheng, an taighdeora iardhochtúireachta Guan Mengxue agus an mac léinn dochtúireachta Wang En de chuid Ghrúpa SF10 de chuid Shaotharlann Stáit Eochair na Fisice Dromchla d'Institiúid na Fisice in Acadamh Eolaíochtaí na Síne/Ionad Taighde Náisiúnta Béising um Fhisic Ábhair Thiúchaithe, i gcomhar leis an Ollamh Sun Jiatao d'Institiúid Teicneolaíochta Béising, bhain siad úsáid as an mbogearraí insamhalta dinimic stáit spreagtha TDAP a d'fhorbair siad féin. Déantar imscrúdú ar shaintréithe freagartha spreagadh cuastaitítínní ar léasar ultra-thapa sa dara cineál leath-mhiotail Weyl WTe2.
Tá sé léirithe go gcinntear spreagadh roghnach iompróirí gar do phointe Weyl trí shiméadracht fhithiseach adamhach agus riail roghnúcháin trasdulta, atá difriúil ón ngnáthriail roghnúcháin sníomha le haghaidh spreagadh ciriúil, agus is féidir a chosán spreagtha a rialú trí threo polaraithe solais agus fuinnimh fótóin atá polaraithe go líneach a athrú (FÍOR 2).
Spreagann an spreagadh neamhshiméadrach iompróirí fótachruthanna i dtreonna difriúla sa spás réadúil, rud a théann i bhfeidhm ar threo agus ar shiméadracht an tsleamhnáin idirchiseal sa chóras. Ós rud é go bhfuil airíonna toipeolaíocha WTe2, amhail líon na bpointí Weyl agus an méid deighilte sa spás móiminteam, ag brath go mór ar shiméadracht an chórais (Fíor 3), beidh iompar difriúil cuastaiphlíní Weyl sa spás móiminteam agus athruithe comhfhreagracha in airíonna toipeolaíocha an chórais mar thoradh ar an spreagadh neamhshiméadrach iompróirí. Dá bhrí sin, soláthraíonn an staidéar léaráid chéime shoiléir le haghaidh aistrithe céime fótachothopeolaíocha (Fíor 4).
Léiríonn na torthaí gur cheart aird a thabhairt ar chirality an spreagtha iompróra in aice le pointe Weyl, agus gur cheart airíonna fithiseacha adamhacha na feidhme tonnta a anailísiú. Tá éifeachtaí an dá rud cosúil ach tá an mheicníocht difriúil go soiléir, rud a sholáthraíonn bunús teoiriciúil chun uathúlacht phointí Weyl a mhíniú. Ina theannta sin, is féidir leis an modh ríomhaireachtúil a glacadh sa staidéar seo tuiscint dhomhain a fháil ar na hidirghníomhaíochtaí casta agus na hiompraíochtaí dinimiciúla ag na leibhéil adamhacha agus leictreonacha i scála ama thar a bheith gasta, a meicníochtaí micrifisiceacha a nochtadh, agus meastar go mbeidh sé ina uirlis chumhachtach do thaighde amach anseo ar feiniméin optúla neamhlíneacha in ábhair thoipeolaíocha.
Tá na torthaí san iris Nature Communications. Tacaíonn an Plean Náisiúnta um Thaighde agus Forbairt, an Fhondúireacht Náisiúnta Eolaíochtaí Nádúrtha agus an Tionscadal Píolótach Straitéiseach (Catagóir B) de chuid Acadamh Eolaíochtaí na Síne leis an obair taighde.
FÍG.1.a. An riail roghnúcháin ciriúlachta do phointí Weyl le comhartha ciriúlachta dearfach (χ=+1) faoi sholas polaraithe ciorclach; Spreagadh roghnach mar gheall ar shiméadracht fhithiseach adamhach ag pointe Weyl b. χ=+1 i solas polaraithe ar líne
FÍG. 2. Léaráid struchtúir adamhach de a, Td-WTe2; b. Struchtúr banda gar do dhromchla Fermi; (c) Struchtúr banda agus ranníocaíochtaí coibhneasta fithiseach adamhacha dáilte feadh línte ardshiméadracha i réigiún Brillouin, léiríonn saigheada (1) agus (2) spreagadh gar do phointí Weyl nó i bhfad uathu, faoi seach; d. Aimpliú struchtúr banda feadh threo Gamma-X
FIG.3.ab: Léirítear gluaiseacht choibhneasta idirchiseal treo polaraithe solais líneach polaraithe feadh ais-A agus ais-B an chriostail, agus an modh gluaiseachta comhfhreagrach; C. Comparáid idir insamhalta teoiriciúil agus breathnóireacht thurgnamhach; de: Éabhlóid shiméadrachta an chórais agus suíomh, líon agus céim scaradh an dá phointe Weyl is gaire sa phlána kz=0
FÍG. 4. Aistriú céime fótotopolaíoch i Td-WTe2 le haghaidh fuinneamh fótóin solais atá polaraithe go líneach (?) ω) agus léaráid chéime atá ag brath ar threo na polaraithe (θ).
Am an phoist: 25 Meán Fómhair 2023