ມີຄວາມຄືບໜ້າໃນການສຶກສາກ່ຽວກັບການເຄື່ອນທີ່ໄວຫຼາຍຂອງອະນຸພາກ Weil ທີ່ຄວບຄຸມໂດຍເລເຊີ
ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ການຄົ້ນຄວ້າທາງທິດສະດີ ແລະ ການທົດລອງກ່ຽວກັບສະຖານະຄວອນຕຳທາງໂທໂພໂລຢີ ແລະ ວັດສະດຸຄວອນຕຳທາງໂທໂພໂລຢີໄດ້ກາຍເປັນຫົວຂໍ້ຮ້ອນແຮງໃນຂົງເຂດຟີຊິກສ໌ຂອງສານທີ່ຄວບແໜ້ນ. ໃນຖານະເປັນແນວຄວາມຄິດໃໝ່ຂອງການຈັດປະເພດສານ, ລຳດັບໂທໂພໂລຢີ, ເຊັ່ນດຽວກັບຄວາມສົມມາດ, ແມ່ນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນຟີຊິກສ໌ຂອງສານທີ່ຄວບແໜ້ນ. ຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບໂທໂພໂລຢີແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບບັນຫາພື້ນຖານໃນຟີຊິກສ໌ຂອງສານທີ່ຄວບແໜ້ນ, ເຊັ່ນ: ໂຄງສ້າງເອເລັກໂຕຣນິກພື້ນຖານຂອງໄລຍະຄວອນຕຳ, ການຫັນປ່ຽນໄລຍະຄວອນຕຳ ແລະ ການກະຕຸ້ນຂອງອົງປະກອບທີ່ຖືກຍຶດຕິດຫຼາຍອັນໃນໄລຍະຄວອນຕຳ. ໃນວັດສະດຸໂທໂພໂລຢີ, ການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງລະດັບຄວາມເສລີຫຼາຍລະດັບ, ເຊັ່ນ: ເອເລັກຕຣອນ, ໂຟນອນ ແລະ ສະປິນ, ມີບົດບາດຕັດສິນໃນການເຂົ້າໃຈ ແລະ ຄວບຄຸມຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸ. ການກະຕຸ້ນແສງສະຫວ່າງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອແຍກແຍະລະຫວ່າງການພົວພັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ຈັດການສະຖານະຂອງສານ, ແລະ ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບພື້ນຖານຂອງວັດສະດຸ, ການຫັນປ່ຽນໄລຍະໂຄງສ້າງ, ແລະ ສະຖານະຄວອນຕຳໃໝ່ສາມາດໄດ້ຮັບ. ໃນປະຈຸບັນ, ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງພຶດຕິກຳມະຫາພາກຂອງວັດສະດຸໂທໂພໂລຢີທີ່ຂັບເຄື່ອນໂດຍສະໜາມແສງ ແລະ ໂຄງສ້າງອະຕອມກ້ອງຈຸລະທັດ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງອີເລັກໂທຣນິກຂອງມັນໄດ້ກາຍເປັນເປົ້າໝາຍການຄົ້ນຄວ້າ.
ພຶດຕິກຳການຕອບສະໜອງທາງໂຟໂຕເອເລັກຕຣິກຂອງວັດສະດຸໂທໂພໂລຢີແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບໂຄງສ້າງເອເລັກໂຕຣນິກຈຸລະທັດຂອງມັນ. ສຳລັບໂລຫະເຄິ່ງໂທໂພໂລຢີ, ການກະຕຸ້ນຂອງຕົວນຳຢູ່ໃກ້ກັບຈຸດຕັດກັນຂອງແຖບແມ່ນມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງຕໍ່ຄຸນລັກສະນະຂອງໜ້າທີ່ຄື້ນຂອງລະບົບ. ການສຶກສາປະກົດການທາງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນໃນໂລຫະເຄິ່ງໂທໂພໂລຢີສາມາດຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາເຂົ້າໃຈຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງສະຖານະທີ່ກະຕຸ້ນຂອງລະບົບໄດ້ດີຂຶ້ນ, ແລະຄາດວ່າຜົນກະທົບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດນຳໃຊ້ໃນການຜະລິດອຸປະກອນທາງສາຍຕາແລະ ການອອກແບບແຜງແສງອາທິດ, ເຊິ່ງສະໜອງການນຳໃຊ້ທີ່ມີທ່າແຮງໃນອະນາຄົດ. ຕົວຢ່າງ, ໃນໂລຫະເຄິ່ງ Weyl, ການດູດຊຶມໂຟຕອນຂອງແສງທີ່ມີໂພລາໄຣສ໌ວົງມົນຈະເຮັດໃຫ້ການໝຸນປ່ຽນໄປ, ແລະ ເພື່ອຕອບສະໜອງການອະນຸລັກໂມເມນຕຳມຸມ, ການກະຕຸ້ນເອເລັກຕຣອນທັງສອງດ້ານຂອງໂກນ Weyl ຈະຖືກແຈກຢາຍແບບບໍ່ສະເໝີພາບຕາມທິດທາງຂອງການແຜ່ກະຈາຍແສງທີ່ມີໂພລາໄຣສ໌ວົງມົນ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າກົດການເລືອກ chiral (ຮູບທີ 1).
ການສຶກສາທາງທິດສະດີກ່ຽວກັບປະກົດການທາງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຂອງວັດສະດຸໂທໂພໂລຢີມັກຈະໃຊ້ວິທີການລວມການຄິດໄລ່ຄຸນສົມບັດຂອງສະພາບພື້ນດິນຂອງວັດສະດຸ ແລະ ການວິເຄາະຄວາມສົມມາດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວິທີການນີ້ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງບາງຢ່າງ: ມັນຂາດຂໍ້ມູນແບບເຄື່ອນໄຫວໃນເວລາຈິງຂອງຕົວນຳທີ່ກະຕຸ້ນໃນພື້ນທີ່ໂມເມນຕຳ ແລະ ພື້ນທີ່ຈິງ, ແລະ ມັນບໍ່ສາມາດສ້າງການປຽບທຽບໂດຍກົງກັບວິທີການກວດຈັບການທົດລອງທີ່ແກ້ໄຂເວລາໄດ້. ການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງເອເລັກຕຣອນ-ໂຟນອນ ແລະ ໂຟຕອນ-ໂຟນອນບໍ່ສາມາດພິຈາລະນາໄດ້. ແລະ ນີ້ແມ່ນສິ່ງສຳຄັນສຳລັບການຫັນປ່ຽນໄລຍະທີ່ແນ່ນອນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການວິເຄາະທາງທິດສະດີນີ້ໂດຍອີງໃສ່ທິດສະດີການລົບກວນບໍ່ສາມາດຈັດການກັບຂະບວນການທາງກາຍະພາບພາຍໃຕ້ສະໜາມແສງທີ່ແຮງ. ການຈຳລອງການເຄື່ອນໄຫວໂມເລກຸນທີ່ຂຶ້ນກັບຄວາມໜາແໜ້ນຕາມເວລາ (TDDFT-MD) ໂດຍອີງໃສ່ຫຼັກການທຳອິດສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາຂ້າງເທິງໄດ້.
ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ພາຍໃຕ້ການຊີ້ນຳຂອງນັກຄົ້ນຄວ້າ Meng Sheng, ນັກຄົ້ນຄວ້າຫຼັງປະລິນຍາເອກ Guan Mengxue ແລະນັກສຶກສາປະລິນຍາເອກ Wang En ຈາກກຸ່ມ SF10 ຂອງຫ້ອງທົດລອງຫຼັກຂອງລັດກ່ຽວກັບຟີຊິກພື້ນຜິວຂອງສະຖາບັນຟີຊິກສາດຂອງສະພາວິທະຍາສາດຈີນ/ສູນຄົ້ນຄວ້າຟີຊິກສາດສານເຂັ້ມຂຸ້ນແຫ່ງຊາດປັກກິ່ງ, ຮ່ວມມືກັບສາດສະດາຈານ Sun Jiatao ຈາກສະຖາບັນເຕັກໂນໂລຢີປັກກິ່ງ, ພວກເຂົາໄດ້ໃຊ້ຊອບແວການຈຳລອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງສະຖານະກະຕຸ້ນທີ່ພັດທະນາດ້ວຍຕົນເອງ TDAP. ລັກສະນະການຕອບສະໜອງຂອງການກະຕຸ້ນ quastiparticle ຕໍ່ກັບເລເຊີໄວຫຼາຍໃນ Weyl semi-metal WTe2 ຊະນິດທີສອງໄດ້ຖືກສືບສວນ.
ມັນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການກະຕຸ້ນແບບເລືອກເຟັ້ນຂອງຕົວນຳໃກ້ຈຸດ Weyl ແມ່ນຖືກກຳນົດໂດຍຄວາມສົມມາດຂອງວົງໂຄຈອນປະລໍາມະນູ ແລະ ກົດລະບຽບການເລືອກການປ່ຽນແປງ, ເຊິ່ງແຕກຕ່າງຈາກກົດລະບຽບການເລືອກການໝຸນປົກກະຕິສຳລັບການກະຕຸ້ນ chiral, ແລະ ເສັ້ນທາງການກະຕຸ້ນຂອງມັນສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ໂດຍການປ່ຽນທິດທາງໂພລາໄຣເຊຊັນຂອງແສງໂພລາໄຣເຊຊັນເສັ້ນຊື່ ແລະ ພະລັງງານໂຟຕອນ (ຮູບທີ 2).
ການກະຕຸ້ນທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບຂອງຕົວນຳເຮັດໃຫ້ເກີດກະແສແສງໃນທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນພື້ນທີ່ຕົວຈິງ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ທິດທາງ ແລະ ຄວາມສົມມາດຂອງການເລື່ອນລະຫວ່າງຊັ້ນຂອງລະບົບ. ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທາງດ້ານໂທໂພໂລຢີຂອງ WTe2, ເຊັ່ນ: ຈຳນວນຈຸດ Weyl ແລະ ລະດັບການແຍກກັນໃນພື້ນທີ່ໂມເມນຕຳ, ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມສົມມາດຂອງລະບົບ (ຮູບທີ 3), ການກະຕຸ້ນທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບຂອງຕົວນຳຈະເຮັດໃຫ້ເກີດພຶດຕິກຳທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງອະນຸພາກ Weyl ໃນພື້ນທີ່ໂມເມນຕຳ ແລະ ການປ່ຽນແປງທີ່ສອດຄ້ອງກັນໃນຄຸນສົມບັດທາງດ້ານໂທໂພໂລຢີຂອງລະບົບ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສຶກສາຈຶ່ງສະໜອງແຜນວາດໄລຍະທີ່ຊັດເຈນສຳລັບການຫັນປ່ຽນໄລຍະທາງດ້ານໂທໂພໂລຢີ (ຮູບທີ 4).
ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ chirality ຂອງການກະຕຸ້ນຂອງພາຫະນະໃກ້ຈຸດ Weyl ຄວນໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈ, ແລະຄຸນສົມບັດການໂຄຈອນຂອງອະຕອມຂອງຟັງຊັນຄື້ນຄວນໄດ້ຮັບການວິເຄາະ. ຜົນກະທົບຂອງທັງສອງແມ່ນຄ້າຍຄືກັນແຕ່ກົນໄກແມ່ນແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຈະແຈ້ງ, ເຊິ່ງສະໜອງພື້ນຖານທາງທິດສະດີສຳລັບການອະທິບາຍ singularity ຂອງຈຸດ Weyl. ນອກຈາກນັ້ນ, ວິທີການຄິດໄລ່ທີ່ນຳໃຊ້ໃນການສຶກສານີ້ສາມາດເຂົ້າໃຈຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບການພົວພັນທີ່ສັບສົນ ແລະ ພຶດຕິກຳແບບໄດນາມິກໃນລະດັບອະຕອມ ແລະ ເອເລັກໂຕຣນິກໃນລະດັບເວລາທີ່ໄວທີ່ສຸດ, ເປີດເຜີຍກົນໄກຈຸລະພາກຂອງມັນ, ແລະ ຄາດວ່າຈະເປັນເຄື່ອງມືທີ່ມີປະສິດທິພາບສຳລັບການຄົ້ນຄວ້າໃນອະນາຄົດກ່ຽວກັບປະກົດການທາງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນໃນວັດສະດຸໂທໂພໂລຊີ.
ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນຢູ່ໃນວາລະສານ Nature Communications. ວຽກງານຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຮັບການສະໜັບສະໜູນຈາກແຜນການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ພັດທະນາທີ່ສຳຄັນແຫ່ງຊາດ, ມູນນິທິວິທະຍາສາດທຳມະຊາດແຫ່ງຊາດ ແລະ ໂຄງການທົດລອງຍຸດທະສາດ (ປະເພດ B) ຂອງສະພາວິທະຍາສາດຈີນ.
ຮູບທີ 1.ກ. ກົດການເລືອກ chirality ສຳລັບຈຸດ Weyl ທີ່ມີເຄື່ອງໝາຍ chirality ບວກ (χ=+1) ພາຍໃຕ້ແສງໂພລາໄຣສ໌ວົງມົນ; ການກະຕຸ້ນແບບເລືອກເຟັ້ນເນື່ອງຈາກຄວາມສົມມາດຂອງວົງໂຄຈອນຂອງອະຕອມຢູ່ຈຸດ Weyl ຂອງ b. χ=+1 ໃນແສງໂພລາໄຣສ໌ອອນໄລນ໌
ຮູບທີ 2. ແຜນວາດໂຄງສ້າງອະຕອມຂອງ a, Td-WTe2; b. ໂຄງສ້າງແຖບໃກ້ກັບໜ້າດິນ Fermi; (c) ໂຄງສ້າງແຖບ ແລະ ການປະກອບສ່ວນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງວົງໂຄຈອນອະຕອມທີ່ແຈກຢາຍຕາມເສັ້ນສົມມາດສູງໃນພາກພື້ນ Brillouin, ລູກສອນ (1) ແລະ (2) ສະແດງເຖິງການກະຕຸ້ນໃກ້ ຫຼື ໄກຈາກຈຸດ Weyl ຕາມລຳດັບ; d. ການຂະຫຍາຍໂຄງສ້າງແຖບຕາມທິດທາງ Gamma-X
ຮູບທີ 3.ab: ການເຄື່ອນທີ່ລະຫວ່າງຊັ້ນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງທິດທາງໂພລາໄຣເຊຊັນແສງສະຫວ່າງທີ່ມີໂພລາໄຣເຊຊັນເສັ້ນຊື່ຕາມແກນ A ແລະແກນ B ຂອງຜລຶກ, ແລະຮູບແບບການເຄື່ອນທີ່ທີ່ສອດຄ້ອງກັນແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນ; C. ການປຽບທຽບລະຫວ່າງການຈຳລອງທາງທິດສະດີ ແລະ ການສັງເກດການທົດລອງ; de: ວິວັດທະນາການສົມມາດຂອງລະບົບ ແລະ ຕຳແໜ່ງ, ຈຳນວນ ແລະ ລະດັບຂອງການແຍກຂອງຈຸດ Weyl ສອງຈຸດທີ່ໃກ້ທີ່ສຸດໃນລະນາບ kz=0
ຮູບທີ 4. ການປ່ຽນແປງໄລຍະທາງໂຟໂຕໂພໂລຊີໃນ Td-WTe2 ສຳລັບແຜນວາດໄລຍະທີ່ຂຶ້ນກັບພະລັງງານໂຟຕອນແສງທີ່ມີໂພລາໄຣເຊຊັນເສັ້ນຊື່ (?) ω) ແລະທິດທາງໂພລາໄຣເຊຊັນ (θ)
ເວລາໂພສ: ກັນຍາ-25-2023