Došlo k pokroku ve studiu ultrarychlé pohybu kauzičástic kontrolovanýchlasery
V posledních letech se teoretický a experimentální výzkum topologických kvantových stavů a topologických kvantových materiálů stal horkým tématem v oblasti fyziky kondenzované hmoty. Jako nový koncept klasifikace hmoty je topologický pořadí, jako je symetrie, základním konceptem ve fyzice kondenzované hmoty. Hluboké porozumění topologii souvisí se základními problémy ve fyzice kondenzované hmoty, jako je základní elektronická strukturakvantové fáze, kvantové fázové přechody a excitace mnoha imobilizovaných prvků v kvantové fázi. V topologických materiálech hraje vazba mezi mnoha stupni svobody, jako jsou elektrony, fonony a rotace, rozhodující roli při porozumění a regulaci materiálových vlastností. Excitace světla lze použít k rozlišení mezi různými interakcemi a manipulaci se stavem hmoty a poté lze získat informace o základních fyzikálních vlastnostech materiálu, strukturální fázové přechody a nové kvantové stavy. V současné době se výzkumným cílem stal vztah mezi makroskopickým chováním topologických materiálů poháněných světelným polem a jejich mikroskopickou atomovou strukturou a elektronickými vlastnostmi.
Chování fotoelektrické odezvy topologických materiálů úzce souvisí s jeho mikroskopickou elektronickou strukturou. U topologických semi-kovoků je excitace nosiče poblíž průniku pásma vysoce citlivá na charakteristiky funkce vlnového systému systému. Studie nelineárních optických jevů v topologických polovodech nám může pomoci lépe porozumět fyzikálním vlastnostem vzrušených stavů systému a očekává se, že tyto účinky mohou být použity při výroběoptická zařízenía návrh solárních článků, které v budoucnu poskytují potenciální praktické aplikace. Například v semi-kovotu Weyl, absorbující foton kruhově polarizovaného světla způsobí, že se točí otočení, a aby se splnilo zachování úhlové hybnosti, bude excitace elektronů na obou stranách kuželu Weyl asymetricky distribuována podél směru cirkulárně polarizovaného světla.
Teoretická studie nelineárních optických jevů topologických materiálů obvykle přijímá metodu kombinace výpočtu vlastností materiálu a analýzy symetrie. Tato metoda však má určité defekty: postrádá dynamické informace o vzrušených nosičích v reálném čase v prostoru hybnosti a reálného prostoru a nemůže stanovit přímé srovnání s časově rozlišenou experimentální detekční metodou. Nelze zvažovat vazbu mezi elektrony a fotony a fotony. A to je zásadní pro to, aby došlo k určitým fázovým přechodům. Tato teoretická analýza založená na teorii poruchy se navíc nemůže vypořádat s fyzickými procesy v rámci silného světla. Simulace funkční molekulární dynamiky (časově závislé hustoty (TDDFT-MD) založená na prvních principech může vyřešit výše uvedené problémy.
Nedávno pod vedením výzkumného pracovníka Meng Sheng, postdoktorandského výzkumného pracovníka Guana Mengxue a doktorského studenta Wang en ze skupiny SF10 ve státní klíčové laboratoři povrchové fyziky institutu fyziky Čínské akademie věd/Beijing Národní výzkumné středisko pro soustředěnou fyzickou fyziku, ve spolupráci s profesorem Sun Jiatao z Begičkové technologie, které se věnují sebevědomí, které se věří, že simulované státu, které se věnují sebevědomí, které se dynamiku vyvíjejí, že simulované státu Selfům, které se věnují, je to, že si je smyšlená. TDAP. Jsou zkoumány charakteristiky odezvy excitace quastiparticle na ultrarychlé laser ve druhém druhu WEYL semi-metal WTE2.
Ukázalo se, že selektivní excitace nosičů v blízkosti Weyl bodu je určeno atomovou orbitální symetrií a pravidlem výběru přechodu, které se liší od obvyklého pravidla pro výběr spin pro chirální excitaci a jeho excitační cesta může být kontrolována změnou polarizačního směru lineárně polarizovaného světla a fotonové energie (obr. 2).
Asymetrická excitace nosičů indukuje fotoproudy v různých směrech v reálném prostoru, což ovlivňuje směr a symetrii interlayerového skluzu systému. Protože topologické vlastnosti WTE2, jako je počet Weyl bodů a stupeň separace v prostoru hybnosti, jsou vysoce závislé na symetrii systému (obrázek 3), asymetrické excitace nosičů přinese různé chování weyl quastipartikul v hybném prostoru v hybném prostoru v topologickém vlastnictví systému. Studie tedy poskytuje jasný fázový diagram pro fototopologické fázové přechody (obrázek 4).
Výsledky ukazují, že chiralita excitace nosiče poblíž Weyl Point by měla být věnována pozornost a měly by být analyzovány atomové orbitální vlastnosti funkce vlny. Účinky těchto dvou jsou podobné, ale mechanismus je zjevně odlišný, což poskytuje teoretický základ pro vysvětlení singularity Weyl bodů. Kromě toho může výpočetní metoda přijatá v této studii hluboce porozumět složitým interakcím a dynamickému chování na atomové a elektronické úrovni v superrychlém časovém měřítku, odhalit jejich mikrofyzikální mechanismy a očekává se, že bude výkonným nástrojem pro budoucí výzkum nelineárních optických jevů v topologických materiálech.
Výsledky jsou v časopise Nature Communications. Výzkumné práce jsou podporovány národním klíčovým plánem výzkumu a rozvoje, National National Science Foundation a strategickým pilotním projektem (kategorie B) Čínské akademie věd.
Obr.1.A. Pravidlo výběru chirality pro Weyl body s pozitivním znakem chirality (χ =+1) pod kruhově polarizovaným světlem; Selektivní excitace v důsledku atomové orbitální symetrie v bodě B. χ =+1 v on-line polarizovaném světle
Obr. 2. diagram atomové struktury A, TD-WTE2; b. Struktura pásma poblíž povrchu Fermi; (c) Struktura pásma a relativní příspěvky atomových orbitálů distribuovaných podél vysokých symetrických linií v oblasti brillouinu, šipky (1) a (2) představují excitaci blízko nebo daleko od bodů Weyl; d. Amplifikace struktury pásma podél směru Gamma-X
Obr.3.ab: Relativní mezivrstvý pohyb lineárně polarizovaného směru polarizace světla podél osy A a osy B krystalu a je ilustrován odpovídající pohybový režim; C. Porovnání teoretické simulace a experimentálního pozorování; DE: Evoluce symetrie systému a poloha, počet a stupeň oddělení dvou nejbližších bodů Weyl v rovině Kz = 0
Obr. 4. Photopologické fázové přechod v TD-WTE2 pro lineárně polarizované světelné fotonové energie (?) Ω) a polarizační směr (9) závislý fázový diagram závislý
Čas příspěvku: září-25-2023