Weyl 半金属 TaAs 和 NbAs 的全面各向异性线性光学性质
材料科学
2021-04-27 v2
摘要
TaAs 和 NbAs 是最早被识别出的 Weyl 半金属中的两种，它们具有许多引人入胜的光学性质，例如依赖于手性的光学激发和巨大的二次谐波产生（SHG）。线性和非线性光学已被用作探测这些晶体中 Weyl 物理的工具。在此，我们扩展这些研究以解决两个重要问题：确定完整的各向异性介电响应，并探索它们是否以及如何能够揭示基本的 Weyl 物理。我们首次通过结合光谱椭偏仪和密度泛函理论（DFT）确定了 TaAs 和 NbAs 完整的各向异性介电函数。报道了 1.2-6 eV（实验）和 0-6 eV（DFT）范围内的参数化 Lorentz 振子，并表明两者之间具有良好的一致性。本文报道了线性和非线性光学性质以揭示 Weyl 物理。我们认为，来自平庸能带的强光学共振是先前报道的在这些能量下产生大光学二次谐波的可能起源。此外，通过比较以 Weyl 锥为中心的小 k 空间对总线性介电函数的贡献，我们发现这些贡献高度各向异性，并且在 0.5 eV 以下低于总介电函数的 25%；在 1 eV 以上，这些贡献可以忽略不计。因此，使用光学技术研究 Weyl 物理需要非常低的能量，即便如此，也需要仔细评估，以将 Weyl 能带小得多的贡献与平庸能带及 Drude 响应对总介电函数的主导贡献区分开来。
引用
@article{arxiv.2011.09036,
title = {Comprehensive Anisotropic Linear Optical Properties of Weyl Semimetals, TaAs and NbAs},
author = {Rui Zu and Mingqiang Gu and Lujin Min and Chaowei Hu and Ni Ni and Zhiqiang Mao and James M. Rondinelli and Venkatraman Gopalan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.09036},
year = {2021}
}
备注
42 pages, 13 figures for the main text