强单周期太赫兹脉冲在 $Bi_2Se_3$ 薄膜中产生的相干声子

我们报道了由强单周期太赫兹脉冲在 $Bi_2Se_3$ 单晶薄膜中产生的 $E_g^1$、$E_u^1$、$A_{1g}^1$ 和 $E_g^2$ 对称性的相干声子的观测结果。原子振动通过薄膜折射率的周期性调制表现出来。在 4.05 THz 频率处检测到最大信号，对应于 $E_g^2$ 模式。$E_g^2$ 声子的产生被解释为太赫兹驱动的非线性 $E_u^1$ 振荡器的二次谐波对 Raman 模式的共振激发，该振荡器的基频（2.05 THz）约为 $E_g^2$ 频率的一半。这种情况下的非线性的起源是立方晶格非简谐性，而 $E_g^1$（1.1 THz）和 $A_{1g}^1$（2.25 THz）声子的产生则是四阶非简谐性的表现，这种非简谐性被 $Bi_2Se_3$ 中声子频率间偶然的组合关系所增强。