二维材料中的全光超快谷开关

二维材料中的电子拥有额外的量子属性——谷赝自旋，标记为 $\mathbf{K}$ 和 $\mathbf{K}^{\prime}$，类似于自旋向上和自旋向下。在谷电子学中，实现谷选择性激发的研究大多依赖于具有给定螺旋度的共振圆偏振光。不仅获取谷选择性电子激发，而且将激发从一个谷切换到另一个谷，对于实现基于谷电子学的技术至关重要。本工作引入了一种相干控制方案，可在数十飞秒的时间尺度内——快于任何谷退相干时间——动态实现谷选择性激发、去激发以及激发在谷间的实时切换。我们的方案同样适用于有带隙和无带隙的二维材料。使用单层石墨烯和二硫化钼来检验其普适性。此外，该方案具有鲁棒性，因为它对方案的显著参数（如退相时间、波长和激光脉冲的时间延迟）不敏感。本工作超越了现有的谷电子学范式，开辟了以PetaHertz速率进行谷开关的新领域。