Tá dul chun cinn déanta sa staidéar ar ghluaisne ultrafast de quasiparticles Weil arna rialú agléasair
Le blianta beaga anuas, tá an taighde teoiriciúil agus turgnamhach ar stáit chandamacha topological agus ábhair chandamacha topological ina ábhar te i réimse na fisice ábhair comhdhlúite. Mar choincheap nua d'aicmiú ábhair, is coincheap bunúsach é ord topological, cosúil le siméadracht, i bhfisic ábhair chomhdhlúite. Baineann tuiscint dhomhain ar thopology leis na bunfhadhbanna i bhfisic ábhair chomhdhlúite, mar shampla bunstruchtúr leictreonachcéimeanna candamacha. In ábhair thoipeolaíocha, tá ról cinntitheach ag an gcúpláil idir go leor céimeanna saoirse, amhail leictreoin, fóin agus casadh, maidir le hairíonna ábhartha a thuiscint agus a rialáil. Is féidir excitation solais a úsáid chun idirdhealú a dhéanamh idir idirghníomhaíochtaí éagsúla agus staid an ábhair a láimhseáil, agus is féidir faisnéis faoi bhun -airíonna fisiceacha an ábhair, aistrithe céim struchtúrtha, agus stáit chandamach nua a fháil ansin. Faoi láthair, tá an gaol idir iompar macrascópach na n -ábhar topological atá á dtiomáint ag réimse solais agus a struchtúr adamhach micreascópach agus a n -airíonna leictreonacha ina sprioc taighde.
Tá dlúthbhaint ag iompar freagartha fótaileictreach na n -ábhar topological lena struchtúr leictreonach micreascópach. Maidir le leath-mhiotail topological, tá an excitation iompróra in aice le crosbhealach an bhanda an-íogair do thréithe feidhm na dtonn sa chóras. Is féidir leis an staidéar ar fheiniméin optúla neamhlíneach i leath-mhiotail thoipeolaíocha cabhrú linn tuiscint níos fearr a fháil ar airíonna fisiceacha stáit sceitimíní an chórais, agus táthar ag súil go bhféadfar na héifeachtaí seo a úsáid i monarú a dhéanamhfeistí optúlaagus dearadh na gceall gréine, ag soláthar feidhmeanna praiticiúla féideartha amach anseo. Mar shampla, i leath-mhiotal weyl, beidh sé ina chúis le smeach a bheith ag baint le fótón de sholas atá polaraithe go ciorclach, agus chun caomhnú móiminteam uilleach a chomhlíonadh, déanfar an excitation leictreon ar an dá thaobh den chón weyl a dháileadh go neamhshiméadrach ar an riail chiral (Figiúr 1).
Is iondúil go nglacann an staidéar teoiriciúil ar feiniméin optúla neamhlíneach d'ábhair thoipeolaíochta an modh chun ríomh airíonna ábhair agus anailís siméadrachta ábhartha a chomhcheangal. Mar sin féin, tá roinnt lochtanna sa mhodh seo: níl an t-eolas dinimiciúil fíor-ama ar iompróirí sceitimíní i spás móiminteam agus i spás fíor, agus ní féidir leis comparáid dhíreach a bhunú leis an modh braite turgnamhach a réitíodh le ham. Ní féidir an cúpláil idir leictreon-fhótain agus fótóin-fhótain a bhreithniú. Agus tá sé seo ríthábhachtach chun go dtarlóidh aistrithe céim áirithe. Ina theannta sin, ní féidir leis an anailís theoiriciúil seo atá bunaithe ar theoiric an tsuaite déileáil leis na próisis fhisiciúla faoin réimse solais láidir. Is féidir leis an insamhalta dlúis atá ag brath ar am-spleách (TDDFT-MD) bunaithe ar na chéad phrionsabal na fadhbanna thuas a réiteach.
Recently, under the guidance of researcher Meng Sheng, postdoctoral researcher Guan Mengxue and doctoral student Wang En of the SF10 Group of the State Key Laboratory of Surface Physics of the Institute of Physics of the Chinese Academy of Sciences/Beijing National Research Center for Concentrated Matter Physics, in collaboration with Professor Sun Jiatao of the Beijing Institute of Technology, they used the self-developed excited state dynamics simulation Bogearraí TDAP. Déantar imscrúdú ar na tréithe freagartha a bhaineann le excitation quastiparticle go léasair ultrafast sa dara cineál WEYl leath-mhiotail WEY2.
Tá sé léirithe go gcinntear an excitation roghnach d'iompróirí in aice leis an bpointe weyl le siméadracht fithiseach adamhach agus le riail roghnúcháin trasdula, atá difriúil leis an ngnáth -riail roghnúcháin casadh le haghaidh excitation ciriúil, agus is féidir a chonair excitation a rialú trí threo polaraithe solais líneach agus fuinneamh fótóin líneach a athrú (Fíor 2).
Spreagann an excitation neamhshiméadrach iompróirí fótachóipeanna i dtreonna difriúla i bhfíor -spás, a théann i bhfeidhm ar threo agus ar shiméadracht duillín idir -imreora an chórais. Ós rud é go bhfuil na hairíonna topological de WTE2, amhail líon na bpointí weyl agus an méid idirscartha sa spás móiminteam, ag brath go mór ar shiméadracht an chórais (Figiúr 3), beidh iompraíocht neamhshiméadrach iompróirí mar thoradh ar iompróirí neamhshiméadracha i spás móiminteam agus athruithe comhfhreagracha in airíonna topological an chórais. Dá bhrí sin, soláthraíonn an staidéar léaráid chéim shoiléir le haghaidh aistrithe céime fótatopological (Figiúr 4).
Taispeánann na torthaí gur chóir aird a thabhairt ar chnámh an excitation iompróra in aice le Weyl Point, agus ba cheart anailís a dhéanamh ar airíonna fithise adamhacha fheidhm na dtonn. Tá éifeachtaí an dá cheann comhchosúil ach is léir go bhfuil an mheicníocht difriúil, a sholáthraíonn bonn teoiriciúil chun uathacht na bpointí weyl a mhíniú. Ina theannta sin, is féidir leis an modh ríomhaireachtúil a ghlactar sa staidéar seo tuiscint dhomhain a fháil ar na hidirghníomhaíochtaí casta agus ar na hiompraíochtaí dinimiciúla ag na leibhéil adamhacha agus leictreonacha i scála ama sár-tapa, nochtann siad a meicníochtaí micreafisiceacha, agus táthar ag súil go mbeidh sé ina uirlis chumhachtach do thaighde sa todhchaí ar feiniméin optúla neamhlíneach in ábhair thoipeolaíocha.
Tá na torthaí san iris Nature Communications. Tacaíonn an Plean Taighde agus Forbartha Náisiúnta, an Fhondúireacht Náisiúnta Eolaíochta Nádúrtha agus an Tionscadal Píolótach Straitéiseach (Catagóir B) de chuid Acadamh Eolaíochtaí na Síne leis an obair taighde.
Fíor.1.A. An riail roghnúcháin ciriúla do phointí weyl le comhartha dearfach ciriúla (χ =+1) faoi sholas atá polaraithe go ciorclach; Excitation roghnach mar gheall ar shiméadracht fithiseach adamhach ag pointe weyl b. χ =+1 i Solas Polaraithe Ar Líne
Fíor. 2. Léaráid struchtúir adamhach A, TD-WTE2; b. Struchtúr an bhanda in aice le dromchla Fermi; . d. Aimpliú ar struchtúr an bhanda feadh threo gáma-x
Fig.3.ab: an ghluaiseacht idir-idirghabhálaithe coibhneasta de threo polaraithe solais líneach polaraithe feadh an a-ais agus b-ais an chriostal, agus léirítear an modh gluaiseachta comhfhreagrach; C. Comparáid idir insamhalta teoiriciúil agus breathnóireacht thurgnamhach; RO: Éabhlóid siméadrachta an chórais agus suíomh, líon agus méid an scaradh ar an dá phointe weyl is gaire sa eitleán KZ = 0
Fíor. 4. Aistriú Céim Phototopological i TD-WTE2 le haghaidh fuinnimh fótóin éadrom líneach polaraithe (?) Ω) agus treo na céime polaraithe (θ) Léaráid chéim spleách
Am Post: SEP-25-2023