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石墨烯中光场驱动电流的原子实空间视角

光学 2022-04-13 v2

摘要

当石墨烯暴露于强少周期光场时,可依据场的载波包络相位诱导出定向电流。该现象已通过倒空间中的电荷动力学——即激光激发后导带布居的不对称性——成功解释。然而,相应的实空间视角迄今未被探索,尽管其可揭示宏观电流的原子起源。本工作中,通过采用包含重叠积分的最近邻紧束缚模型与半导体Bloch方程,我们揭示了光场驱动电流在原子尺度上的空间分布,并展示它们如何与光致电荷密度变化相关联。原子尺度电流主要流经π\pi键网络,并在平行于场极化的键处最强,此处观察到电荷密度增加。电流与电荷密度变化的实空间映射由联系实空间与倒空间的简单对称性阐明。我们还讨论了原子尺度电荷密度中出现的强场驱动Rabi振荡。本工作凸显了实空间测量的重要性,并激励未来利用高能电子或X射线等进行时间分辨原子尺度实验研究。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.15305,
  title  = {Atomic real-space perspective of light-field-driven currents in graphene},
  author = {Yuya Morimoto and Yasushi Shinohara and Kenichi L. Ishikawa and Peter Hommelhoff},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.15305},
  year   = {2022}
}

备注

23 pages, 5 figures