ຄວາມຄືບຫນ້າໄດ້ຖືກດໍາເນີນໃນການສຶກສາການເຄື່ອນໄຫວ ultrafast ຂອງ Weil quasiparticles ຄວບຄຸມໂດຍເລເຊີ
ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ການຄົ້ນຄວ້າທາງທິດສະດີແລະການທົດລອງກ່ຽວກັບລັດ quantum topological ແລະວັດສະດຸ quantum topological ໄດ້ກາຍເປັນຫົວຂໍ້ຮ້ອນໃນດ້ານຟີຊິກຂອງສານຂົ້ນ.ໃນຖານະເປັນແນວຄວາມຄິດໃຫມ່ຂອງການຈັດປະເພດວັດຖຸ, ຄໍາສັ່ງ topological, ຄ້າຍຄື symmetry, ເປັນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນຟີຊິກເນື້ອໃນ condensed.ຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບ topology ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບບັນຫາພື້ນຖານໃນຟີຊິກຂອງສານ condensed, ເຊັ່ນໂຄງສ້າງພື້ນຖານເອເລັກໂຕຣນິກຂອງ.ໄລຍະ quantum, ການຫັນປ່ຽນໄລຍະ quantum ແລະຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຂອງອົງປະກອບ immobilized ຫຼາຍໃນໄລຍະ quantum.ໃນວັດສະດຸ topological, coupling ລະຫວ່າງຫຼາຍລະດັບຂອງອິດສະລະ, ເຊັ່ນ: ເອເລັກໂຕຣນິກ, phonons ແລະ spin, ມີບົດບາດຕັດສິນໃນຄວາມເຂົ້າໃຈແລະຄວບຄຸມຄຸນສົມບັດວັດສະດຸ.ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນແສງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈໍາແນກລະຫວ່າງປະຕິສໍາພັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະ manipulate ສະຖານະຂອງວັດຖຸ, ແລະຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບພື້ນຖານຂອງວັດສະດຸ, ການຫັນປ່ຽນໄລຍະໂຄງສ້າງ, ແລະລັດ quantum ໃຫມ່ສາມາດໄດ້ຮັບຫຼັງຈາກນັ້ນ.ໃນປັດຈຸບັນ, ການພົວພັນລະຫວ່າງພຶດຕິກໍາຂອງ macroscopic ຂອງວັດສະດຸ topological ຂັບເຄື່ອນໂດຍພາກສະຫນາມແສງສະຫວ່າງແລະໂຄງສ້າງປະລໍາມະນູກ້ອງຈຸລະທັດຂອງເຂົາເຈົ້າແລະຄຸນສົມບັດເອເລັກໂຕຣນິກໄດ້ກາຍເປັນເປົ້າຫມາຍການຄົ້ນຄວ້າ.
ພຶດຕິກໍາການຕອບສະຫນອງ photoelectric ຂອງວັດສະດຸ topological ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບໂຄງສ້າງເອເລັກໂຕຣນິກກ້ອງຈຸລະທັດຂອງມັນ.ສໍາລັບ topological ເຄິ່ງໂລຫະ, ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຢູ່ໃກ້ກັບການຕັດແຖບແມ່ນມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງຕໍ່ລັກສະນະການເຮັດວຽກຂອງຄື້ນຂອງລະບົບ.ການສຶກສາປະກົດການ optical nonlinear ໃນ topological semi-metals ສາມາດຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈດີຂື້ນກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງລັດຕື່ນເຕັ້ນຂອງລະບົບ, ແລະຄາດວ່າຜົນກະທົບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນການຜະລິດຂອງ.ອຸປະກອນ opticalແລະການອອກແບບຂອງຈຸລັງແສງຕາເວັນ, ສະຫນອງການປະຕິບັດທີ່ມີທ່າແຮງໃນອະນາຄົດ.ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນເຄິ່ງໂລຫະ Weyl, ການດູດເອົາ photon ຂອງແສງຂົ້ວເປັນວົງຈະເຮັດໃຫ້ການ spin ກັບ flip, ແລະເພື່ອຕອບສະຫນອງການອະນຸລັກຂອງ momentum ເປັນລ່ຽມ, ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທັງສອງດ້ານຂອງໂກນ Weyl ຈະໄດ້ຮັບການແຈກຢາຍ asymmetrically ຕາມ. ທິດທາງຂອງການຂະຫຍາຍພັນຂອງແສງສະຫວ່າງ polarized ເປັນວົງ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າກົດລະບຽບການຄັດເລືອກ chiral (ຮູບ 1).
ການສຶກສາທິດສະດີຂອງປະກົດການ optical nonlinear ຂອງອຸປະກອນ topological ປົກກະຕິແລ້ວຮັບຮອງເອົາວິທີການຂອງການສົມທົບການຄິດໄລ່ຂອງຄຸນສົມບັດຂອງພື້ນດິນຂອງວັດສະດຸແລະການວິເຄາະ symmetry.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ວິທີການນີ້ມີຂໍ້ບົກພ່ອງບາງຢ່າງ: ມັນຂາດຂໍ້ມູນແບບເຄື່ອນໄຫວໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການທີ່ຕື່ນເຕັ້ນໃນພື້ນທີ່ momentum ແລະພື້ນທີ່ທີ່ແທ້ຈິງ, ແລະມັນບໍ່ສາມາດສ້າງການປຽບທຽບໂດຍກົງກັບວິທີການກວດຈັບແບບທົດລອງທີ່ກໍານົດເວລາ.ການເຊື່ອມສານລະຫວ່າງ electron-phonons ແລະ photon-phonons ບໍ່ສາມາດພິຈາລະນາໄດ້.ແລະນີ້ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການຫັນປ່ຽນໄລຍະທີ່ແນ່ນອນທີ່ຈະເກີດຂຶ້ນ.ນອກຈາກນັ້ນ, ການວິເຄາະທາງທິດສະດີນີ້ໂດຍອີງໃສ່ທິດສະດີ perturbation ບໍ່ສາມາດຈັດການກັບຂະບວນການທາງດ້ານຮ່າງກາຍພາຍໃຕ້ພາກສະຫນາມແສງສະຫວ່າງທີ່ເຂັ້ມແຂງ.ການຈໍາລອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງໂມເລກຸນທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຕາມເວລາ (TDDFT-MD) ໂດຍອີງໃສ່ຫຼັກການທໍາອິດສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາຂ້າງເທິງໄດ້.
ບໍ່ດົນມານີ້, ພາຍໃຕ້ການຊີ້ນໍາຂອງນັກຄົ້ນຄວ້າ Meng Sheng, ນັກຄົ້ນຄວ້າຫລັງປະລິນຍາເອກ Guan Mengxue ແລະນັກສຶກສາປະລິນຍາເອກ Wang En ຂອງກຸ່ມ SF10 ຂອງລັດທີ່ສໍາຄັນຫ້ອງທົດລອງຟີຊິກພື້ນຜິວຂອງສະຖາບັນຟີຊິກຂອງສະຖາບັນວິທະຍາສາດຈີນ / ສູນຄົ້ນຄ້ວາແຫ່ງຊາດປັກກິ່ງສໍາລັບການສຸມໃສ່ບັນຫາ. ຟີຊິກ, ໂດຍການຮ່ວມມືກັບອາຈານ Sun Jiatao ຂອງສະຖາບັນເຕັກໂນໂລຊີປັກກິ່ງ, ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ນໍາໃຊ້ການພັດທະນາດ້ວຍຕົນເອງການພັດທະນາຊອບແວການຈໍາລອງນະໂຍບາຍດ້ານລັດທີ່ຕື່ນເຕັ້ນ TDAP.ຄຸນລັກສະນະການຕອບໂຕ້ຂອງຄວາມຕື່ນເຕັ້ນ quastiparticle ກັບເລເຊີ ultrafast ໃນປະເພດທີສອງຂອງ WTe2 ເຄິ່ງໂລຫະ Weyl ໄດ້ຖືກສືບສວນ.
ມັນໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມຕື່ນເຕັ້ນທີ່ເລືອກຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການທີ່ຢູ່ໃກ້ກັບຈຸດ Weyl ແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍ symmetry ຂອງວົງໂຄຈອນປະລໍາມະນູແລະກົດລະບຽບການຄັດເລືອກການປ່ຽນແປງ, ເຊິ່ງແຕກຕ່າງຈາກກົດລະບຽບການຄັດເລືອກ spin ປົກກະຕິສໍາລັບການຕື່ນເຕັ້ນ chiral, ແລະເສັ້ນທາງຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຂອງມັນສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ໂດຍການປ່ຽນທິດທາງ polarization. ຂອງແສງຂົ້ວເສັ້ນ ແລະພະລັງງານ photon (ຮູບທີ 2).
ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນບໍ່ສົມມາຕຣິກຂອງບັນທຸກ induces photocurrents ໃນທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນພື້ນທີ່ທີ່ແທ້ຈິງ, ເຊິ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ທິດທາງແລະ symmetry ຂອງ slip interlayer ຂອງລະບົບ.ນັບຕັ້ງແຕ່ຄຸນສົມບັດ topological ຂອງ WTe2, ເຊັ່ນ: ຈໍານວນຂອງຈຸດ Weyl ແລະລະດັບຂອງການແຍກຢູ່ໃນຊ່ອງ momentum, ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມສົມມາດຂອງລະບົບ (ຮູບ 3), ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນ asymmetric ຂອງບັນທຸກຈະເຮັດໃຫ້ພຶດຕິກໍາທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ Weyl. quastiparticles ໃນຊ່ອງ momentum ແລະການປ່ຽນແປງທີ່ສອດຄ້ອງກັນໃນຄຸນສົມບັດ topological ຂອງລະບົບ.ດັ່ງນັ້ນ, ການສຶກສາໃຫ້ແຜນວາດໄລຍະທີ່ຊັດເຈນສໍາລັບການປ່ຽນໄລຍະ phototopological (ຮູບ 4).
ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ chirality ຂອງຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຂອງຜູ້ຂົນສົ່ງຢູ່ໃກ້ກັບຈຸດ Weyl ຄວນເອົາໃຈໃສ່, ແລະຄຸນສົມບັດວົງໂຄຈອນຂອງປະລໍາມະນູຂອງການເຮັດວຽກຂອງຄື້ນຄວນໄດ້ຮັບການວິເຄາະ.ຜົນກະທົບຂອງທັງສອງແມ່ນຄ້າຍຄືກັນແຕ່ກົນໄກແມ່ນແຕກຕ່າງກັນຢ່າງເຫັນໄດ້ຊັດ, ເຊິ່ງສະຫນອງພື້ນຖານທາງທິດສະດີສໍາລັບການອະທິບາຍຄວາມຫມາຍຂອງຈຸດ Weyl.ນອກຈາກນັ້ນ, ວິທີການຄິດໄລ່ທີ່ໄດ້ຮັບຮອງເອົາໃນການສຶກສານີ້ສາມາດເຂົ້າໃຈຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບປະຕິສໍາພັນທີ່ຊັບຊ້ອນແລະພຶດຕິກໍາແບບເຄື່ອນໄຫວໃນລະດັບປະລໍາມະນູແລະເອເລັກໂຕຣນິກໃນຂະຫນາດທີ່ໃຊ້ເວລາທີ່ໄວທີ່ສຸດ, ເປີດເຜີຍກົນໄກ microphysical ຂອງເຂົາເຈົ້າ, ແລະຄາດວ່າຈະເປັນເຄື່ອງມືທີ່ມີປະສິດທິພາບສໍາລັບການຄົ້ນຄວ້າໃນອະນາຄົດ. ປະກົດການ optical nonlinear ໃນວັດສະດຸ topological.
ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນຢູ່ໃນວາລະສານ Nature Communications.ວຽກງານຄົ້ນຄວ້າດັ່ງກ່າວໄດ້ຮັບການສະໜັບສະໜູນຈາກແຜນການຄົ້ນຄວ້າແລະພັດທະນາຫຼັກແຫ່ງຊາດ, ມູນນິທິວິທະຍາສາດທຳມະຊາດແຫ່ງຊາດແລະໂຄງການທົດລອງຍຸດທະສາດ (ໝວດ B) ຂອງສະພາບັນດິດວິທະຍາສາດຈີນ.
FIG.1.a.ກົດລະບຽບການຄັດເລືອກ chirality ສໍາລັບຈຸດ Weyl ທີ່ມີສັນຍາລັກ chirality ໃນທາງບວກ (χ=+1) ພາຍໃຕ້ແສງຂົ້ວເປັນວົງ;ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນທີ່ເລືອກອັນເນື່ອງມາຈາກ symmetry ວົງໂຄຈອນປະລໍາມະນູຢູ່ທີ່ຈຸດ Weyl ຂອງ b.χ=+1 ໃນແສງຂົ້ວໂລກອອນລາຍ
ຮູບ.2. ແຜນວາດໂຄງສ້າງປະລໍາມະນູຂອງ a, Td-WTe2;ຂ.ໂຄງສ້າງແຖບຢູ່ໃກ້ກັບຫນ້າດິນ Fermi;(c) ໂຄງສ້າງແຖບແລະການປະກອບສ່ວນຂອງວົງໂຄຈອນຂອງປະລໍາມະນູທີ່ແຈກຢາຍຕາມເສັ້ນ symmetric ສູງໃນພາກພື້ນ Brillouin, ລູກສອນ (1) ແລະ (2) ເປັນຕົວແທນຂອງຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຢູ່ໃກ້ຫຼືໄກຈາກຈຸດ Weyl, ຕາມລໍາດັບ;ງ.ການຂະຫຍາຍໂຄງສ້າງແຖບຕາມທິດທາງ Gamma-X
FIG.3.ab: ການເຄື່ອນໄຫວ interlayer ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງທິດທາງ polarization ແສງສະຫວ່າງ linearly ຕາມເສັ້ນ A-axis ແລະ B-axis ຂອງໄປເຊຍກັນ, ແລະຮູບແບບການເຄື່ອນໄຫວທີ່ສອດຄ້ອງກັນແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ;C. ການປຽບທຽບລະຫວ່າງການຈໍາລອງທາງທິດສະດີແລະການສັງເກດການທົດລອງ;de: symmetry evolution ຂອງລະບົບແລະຕໍາແຫນ່ງ, ຈໍານວນແລະລະດັບຂອງການແຍກສອງຈຸດ Weyl ທີ່ໃກ້ທີ່ສຸດຢູ່ໃນຍົນ kz = 0.
ຮູບ.4. ການຫັນປ່ຽນໄລຍະ Phototopological ໃນ Td-WTe2 ສໍາລັບພະລັງງານ photon ແສງສະຫວ່າງ polarized linearly (?) ω) ແລະທິດທາງ polarization (θ) ແຜນວາດໄລຍະທີ່ຂຶ້ນກັບ.
ເວລາປະກາດ: ກັນຍາ-25-2023