Дар омӯзиши ҳаракати ултрасуръати квазизарчаҳои Вейл, ки таҳти назорат қарор доранд, пешрафт ба даст оварда шудаастлазерхо
Солхои охир тадкикоти назариявй ва тачрибавй дойр ба холатхои квантии топологй ва материалхои квантии топологй дар сохаи физикаи материяхои конденсацияшуда мавзуи гарму чушон гардид.Ҳамчун мафҳуми нави таснифоти материя, тартиби топологӣ, ба монанди симметрия, дар физикаи материяи конденсатӣ мафҳуми бунёдӣ мебошад.Фаҳмиши амиқи топология бо масъалаҳои асосии физикаи моддаҳои конденсатӣ, ба монанди сохтори электрониимарҳилаҳои квантӣ, гузаришхои фазахои квантй ва барангехтани бисьёр элементхои иммобилизация дар фазахои квантй.Дар маводи топологӣ пайвастагии байни дараҷаҳои зиёди озодӣ, аз қабили электронҳо, фононҳо ва спинҳо дар фаҳмидан ва танзими хосиятҳои моддӣ нақши ҳалкунанда мебозад.Барангезиши рӯшноиро барои фарқ кардани таъсири мутақобила ва идора кардани ҳолати материя истифода бурдан мумкин аст ва пас аз он маълумот дар бораи хосиятҳои асосии физикии мавод, гузариши фазаҳои сохторӣ ва ҳолатҳои нави квантиро ба даст овардан мумкин аст.Дар айни замон, робитаи байни рафтори макроскопии маводи топологӣ, ки тавассути майдони рӯшноӣ ба вуҷуд меоянд ва сохтори атомии микроскопӣ ва хосиятҳои электронии онҳо ҳадафи тадқиқот шудааст.
Рафтори аксуламали фотоэлектрии маводи топологӣ бо сохтори электронии микроскопии он зич алоқаманд аст.Барои нимметалҳои топологӣ барангезиши интиқолдиҳанда дар наздикии буриши банд ба хусусиятҳои функсияи мавҷи система хеле ҳассос аст.Омӯзиши зуҳуроти оптикии ғайрихаттӣ дар нимметалҳои топологӣ метавонад ба мо барои беҳтар дарк кардани хосиятҳои физикии ҳолати ҳаяҷонбахши система кӯмак расонад ва интизор меравад, ки ин эффектҳоро дар истеҳсолидастгоҳҳои оптикӣва тарҳрезии ҳуҷайраҳои офтобӣ, ки дар оянда барномаҳои эҳтимолии амалиро таъмин мекунанд.Масалан, дар нимметали Вейл, азхудкунии фотони нури қутббандии даврашакл боиси чарх задани чарх мегардад ва барои қонеъ кардани нигоҳдории импулси кунҷӣ, ҳаяҷонбахши электронҳо дар ҳарду тарафи конуси Вейл ба таври асимметрӣ тақсим карда мешавад. самти пахншавии нури даврашакл поляризатсияшуда, ки онро коидаи интихоби хирали меноманд (расми 1).
Омӯзиши назариявии зуҳуроти оптикии ғайрихаттии маводи топологӣ одатан усули якҷоя кардани ҳисобкунии хосиятҳои ҳолати моддӣ ва таҳлили симметрияро қабул мекунад.Аммо ин усул баъзе нуқсонҳо дорад: дар он иттилооти динамикии интиқолдиҳандагони ҳаяҷонбахш дар фазои импулс ва фазои воқеӣ мавҷуд нест ва он наметавонад муқоисаи мустақимро бо усули кашфи таҷрибавии бо вақт ҳалшаванда муқаррар кунад.Пайвастагии байни электрон-фононҳо ва фотон-фононҳоро баррасӣ кардан мумкин нест.Ва ин барои гузариши фазаҳои муайян муҳим аст.Илова бар ин, ин таҳлили назариявӣ, ки ба назарияи изтироб асос ёфтааст, наметавонад бо равандҳои физикӣ дар зери майдони нури қавӣ мубориза барад.Моделизатсияи динамикаи функсионалии молекулавии зичии аз вақт вобаста (TDDFT-MD) дар асоси принсипҳои аввал метавонад мушкилоти дар боло зикршударо ҳал кунад.
Ба наздикӣ, таҳти роҳбарии пажӯҳишгар Мэн Шенг, пажӯҳишгари постдокторӣ Гуан Мэнксю ва донишҷӯи доктор Ван Эн аз гурӯҳи SF10-и Лабораторияи калидии давлатии физикаи сатҳии Институти физикаи Академияи илмҳои Чин / Маркази миллии тадқиқотии материяи консентратсионии Пекин Физика дар ҳамкорӣ бо профессор Сун Жиатао аз Донишкадаи технологии Пекин онҳо аз нармафзори худсози ҳаяҷонбахши симулятсияи динамикаи давлатӣ TDAP истифода карданд.Хусусиятҳои вокуниши ҳаяҷонбахши квастизарчаҳо ба лазери ултратез дар намуди дуюми нимметали WTe2 Weyl таҳқиқ карда мешаванд.
Нишон дода шудааст, ки барангезиши интихобии интиқолдиҳандагон дар наздикии нуқтаи Вейл бо симметрияи орбиталии атомӣ ва коидаи интихоби гузариш муайян карда мешавад, ки аз коидаи интихоби маъмулии спирин барои ҳаяҷони хиралӣ фарқ мекунад ва роҳи ҳаяҷонбахши онро тавассути тағир додани самти поляризатсия идора кардан мумкин аст. нури хатти поляризатсияшуда ва энергияи фотон (расми 2).
Барангезиши асимметрии интиқолдиҳандагон фотоҷараёнҳоро дар самтҳои гуногун дар фазои воқеӣ ба вуҷуд меорад, ки ба самт ва симметрияи лағзиши байниқабати система таъсир мерасонад.Азбаски хосиятҳои топологии WTe2, ба монанди шумораи нуқтаҳои Вейл ва дараҷаи ҷудошавӣ дар фазои импулс, аз симметрияи система вобастагии калон доранд (расми 3), барангезиши асимметрии интиқолдиҳандагон рафтори гуногуни Вейлро ба вуҷуд меорад. квастизаррахо дар фазой импулс ва тагйироти дахлдори хосиятхои топологии система.Ба хамин тарик, тадкикот диаграммаи фазахои аник барои гузаришхои фазахои фототопологиро пешкаш мекунад (расми 4).
Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ба хирализми барангезандаи интиқолдиҳанда дар наздикии нуқтаи Вейл диққат дода, хосиятҳои орбиталии атомии функсияи мавҷҳоро таҳлил кардан лозим аст.Таъсири ин ду якхелаанд, аммо механизми баръало фарқ мекунад, ки барои шарҳ додани ягонагии нуқтаҳои Вейл заминаи назариявӣ фароҳам меорад.Илова бар ин, усули ҳисоббарорие, ки дар ин таҳқиқот қабул шудааст, метавонад таъсири мутақобила ва рафтори динамикиро дар сатҳҳои атомӣ ва электрониро дар миқёси хеле зуд дарк кунад, механизмҳои микрофизикии онҳоро ошкор кунад ва интизор меравад, ки як воситаи пурқувват барои таҳқиқоти оянда дар бораи ходисахои оптикии гайрихаттй дар материалхои топологй.
Натиҷаҳо дар маҷаллаи Nature Communications.Корҳои тадқиқотӣ аз ҷониби Нақшаи Миллии Тадқиқот ва Рушд, Бунёди Миллии Илмҳои Табиатшиносӣ ва Лоиҳаи Озмоишии Стратегияи (Категорияи В) Академияи илмҳои Чин дастгирӣ карда мешаванд.
Расми 1.а.Қоидаи интихоби хирализм барои нуқтаҳои Вейл бо аломати мусбати хирализм (χ=+1) дар зери нури қутббандии даврашакл;Барангезиши интихобӣ аз сабаби симметрияи орбиталии атомӣ дар нуқтаи Вейл аз б.χ=+1 дар нури поляризатсияшудаи онлайн
АНҶИР.2. Диаграммаи сохтори атомии a, Td-WTe2;б.Сохтори банд дар наздикии сатҳи Ферми;$C) Сохтори банд ва сањми нисбии орбиталњои атомї, ки дар ќатори хатњои баланди симметрї дар минтаќаи Бриллуан пањн шудаанд, тирчањо (1) ва (2) мутаносибан њаяљонро дар наздик ё дур аз нуќтањои Вейл ифода мекунанд;г.Ампификацияи сохтори банд дар самти Гамма-X
РАСМ.3.ab: Ҳаракати нисбии байниқабатаи самти қутбшавии нури хаттӣ дар баробари меҳвари А ва В-меҳвари кристалл ва режими ҳаракати мувофиқ тасвир шудааст;C. Муқоисаи моделсозии назариявӣ ва мушоҳидаи таҷрибавӣ;де: Эволюцияи симметрии система ва мавқеъ, адад ва дараҷаи ҷудошавии ду нуқтаи наздиктарини Вейл дар ҳамвории kz=0
АНҶИР.4. Гузариши марҳилаи фототопологӣ дар Td-WTe2 барои энергияи фотонҳои нури хаттӣ поляризатсияшуда (?) ω) ва самти поляризатсия (θ) диаграммаи марҳилаи вобаста
Вақти фиристодан: сентябр-25-2023