Maendeleo yamefanywa katika utafiti wa mwendo wa mwisho wa weil quasiparticles inayodhibitiwa nalasers
Katika miaka ya hivi karibuni, utafiti wa kinadharia na wa majaribio juu ya majimbo ya kiolojia na vifaa vya kiolojia imekuwa mada moto katika uwanja wa fizikia ya jambo lililofupishwa. Kama wazo mpya la uainishaji wa mambo, mpangilio wa kitolojia, kama ulinganifu, ni wazo la msingi katika fizikia ya jambo lililofupishwa. Uelewa wa kina wa topolojia unahusiana na shida za kimsingi katika fizikia ya mambo iliyofupishwa, kama muundo wa msingi wa elektroniki waAwamu za Quantum, Mabadiliko ya awamu ya quantum na uchochezi wa vitu vingi visivyo na nguvu katika awamu za quantum. Katika vifaa vya kitolojia, kuunganishwa kati ya digrii nyingi za uhuru, kama elektroni, simu na spin, inachukua jukumu la kuelewa na kudhibiti mali za nyenzo. Udadisi wa mwanga unaweza kutumika kutofautisha kati ya mwingiliano tofauti na kudanganya hali ya jambo, na habari juu ya mali ya msingi ya nyenzo, mabadiliko ya awamu ya miundo, na majimbo mapya ya quantum yanaweza kupatikana. Kwa sasa, uhusiano kati ya tabia ya macroscopic ya vifaa vya kitolojia unaoendeshwa na uwanja nyepesi na muundo wao wa atomiki ya microscopic na mali ya elektroniki imekuwa lengo la utafiti.
Tabia ya majibu ya picha ya vifaa vya kitolojia inahusiana sana na muundo wake wa umeme wa microscopic. Kwa metali za semi za kiolojia, uchochezi wa carrier karibu na makutano ya bendi ni nyeti sana kwa sifa za utendaji wa wimbi la mfumo. Utafiti wa hali ya macho isiyo ya moja kwa moja katika metali za kitolojia inaweza kutusaidia kuelewa vyema hali ya hali ya hali ya mfumo, na inatarajiwa kwamba athari hizi zinaweza kutumika katika utengenezaji wavifaa vya machona muundo wa seli za jua, kutoa matumizi ya vitendo katika siku zijazo. Kwa mfano, katika metali ya Weyl, inayochukua picha ya taa iliyozunguka inayozunguka itasababisha spin flip, na ili kukidhi uhifadhi wa kasi ya angular, uchochezi wa elektroni kwa pande zote za koni ya Weyl itakuwa ya kueneza (takwimu za 1.
Utafiti wa kinadharia wa hali zisizo za macho za vifaa vya kitolojia kawaida hupitisha njia ya kuchanganya hesabu ya mali ya hali ya ardhi na uchambuzi wa ulinganifu. Walakini, njia hii ina kasoro kadhaa: inakosa habari ya nguvu ya wakati halisi ya wabebaji wenye msisimko katika nafasi ya kasi na nafasi halisi, na haiwezi kuanzisha kulinganisha moja kwa moja na njia ya kugundua majaribio ya wakati. Kuunganisha kati ya elektroni-phonons na photon-phonons haziwezi kuzingatiwa. Na hii ni muhimu kwa mabadiliko fulani ya awamu kutokea. Kwa kuongezea, uchambuzi huu wa kinadharia kulingana na nadharia ya ujanibishaji hauwezi kushughulika na michakato ya mwili chini ya uwanja wenye nguvu. Mchanganyiko wa nguvu ya kutegemeana na nguvu ya nguvu ya Masi (TDDFT-MD) kulingana na kanuni za kwanza zinaweza kutatua shida zilizo hapo juu.
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 Programu TDAP. Tabia za majibu ya uchochezi wa quastiparticle kwa laser ya Ultrafast katika aina ya pili ya Weyl nusu-chuma WTE2 inachunguzwa.
Imeonyeshwa kuwa uchochezi wa kuchagua wa wabebaji karibu na eneo la Weyl imedhamiriwa na ulinganifu wa atomiki na sheria ya uteuzi wa mpito, ambayo ni tofauti na sheria ya kawaida ya uteuzi wa spin kwa uchochezi wa chiral, na njia yake ya uchochezi inaweza kudhibitiwa kwa kubadilisha mwelekeo wa polarization wa taa nyepesi na nishati ya Photon (Mtini. 2).
Ushawishi wa asymmetric wa wabebaji huchochea picha katika mwelekeo tofauti katika nafasi halisi, ambayo inaathiri mwelekeo na ulinganifu wa kuingizwa kwa mfumo. Kwa kuwa mali ya kiolojia ya WTE2, kama vile idadi ya alama za Weyl na kiwango cha kujitenga katika nafasi ya kasi, hutegemea sana ulinganifu wa mfumo (Kielelezo 3), uchochezi wa asymmetric wa wabebaji utaleta tabia tofauti za Weyl quastiparticles katika nafasi ya kasi na mabadiliko yanayolingana katika mali ya mfumo wa mfumo. Kwa hivyo, utafiti hutoa mchoro wazi wa awamu ya mabadiliko ya awamu ya Phototopological (Mchoro 4).
Matokeo yanaonyesha kuwa uhalisia wa uchochezi wa carrier karibu na Weyl Point unapaswa kulipwa kwa uangalifu, na mali ya orbital ya kazi ya wimbi inapaswa kuchambuliwa. Athari za hizi mbili ni sawa lakini utaratibu ni dhahiri tofauti, ambayo hutoa msingi wa kinadharia wa kuelezea umoja wa alama za Weyl. Kwa kuongezea, njia ya computational iliyopitishwa katika utafiti huu inaweza kuelewa kwa undani mwingiliano ngumu na tabia ya nguvu katika viwango vya atomiki na elektroniki katika kiwango cha wakati unaofaa, kufunua mifumo yao ya kipaza sauti, na inatarajiwa kuwa zana yenye nguvu ya utafiti wa baadaye juu ya hali zisizo za macho katika vifaa vya topolojia.
Matokeo ni katika jarida la Mawasiliano ya Asili. Kazi ya utafiti inasaidiwa na Mpango wa Kitaifa wa Utafiti na Maendeleo wa Kitaifa, Kitaifa cha Sayansi ya Asili na Mradi wa Mikakati ya Pilot (Jamii B) ya Chuo cha Sayansi cha China.
Mtini.1.A. Utawala wa uteuzi wa chirality kwa vidokezo vya Weyl na ishara chanya ya uhalisia (χ =+1) chini ya taa iliyo na mviringo; Uchapishaji wa kuchagua kwa sababu ya ulinganifu wa atomiki katika eneo la Weyl la b. χ =+1 Katika taa ya polarized ya mkondoni
Mtini. 2. Mchoro wa muundo wa atomiki wa A, TD-WTE2; b. Muundo wa bendi karibu na uso wa Fermi; . d. Upandishaji wa muundo wa bendi kando ya mwelekeo wa gamma-x
Mtini. C. kulinganisha kati ya simulizi ya kinadharia na uchunguzi wa majaribio; DE: Mageuzi ya ulinganifu wa mfumo na msimamo, idadi na kiwango cha kujitenga kwa alama mbili za karibu za Weyl kwenye KZ = 0 ndege
Mtini. .
Wakati wa chapisho: SEP-25-2023