二维狄拉克材料吸收谱中的库仑效应
强关联电子
2018-11-07 v1 其他凝聚态物理
光学
摘要
石墨烯、拓扑绝缘体和过渡金属硫族化物(TMDs)等广泛材料具有一个有趣的性质:低能激发表现为狄拉克粒子。这种狄拉克准粒子的涌现行为定义了一大类别通常被称为狄拉克材料的介质。带隙狄拉克材料的线性和非线性光学性质在很大程度上仍未被探索,在本快报中我们为研究这些二维介质的线性光学性质建立了一种新方法的基础。我们的方法基于半导体物理中标准半导体布洛赫方程的一种新的类狄拉克表述。我们给出了线性吸收率的显式表达式——称之为相对论埃利奥特公式——并借此量化连续吸收谱随库仑相互作用强度(索末菲因子)的变化。我们的计算还展示了库仑增强如何随带隙缩放并在零带隙时消失,从而为低光强下石墨烯的行为提供了新见解。所得结果与已发表的实验结果在定量上吻合良好。我们的新理论将允许研究者探索强超短脉冲与 TMDs 的非线性相互作用,且该框架具有足够的灵活性以适应不同的实验情形,如腔体、多层结构、异质结和微谐振器。
引用
@article{arxiv.1805.06244,
title = {Coulomb effects in the absorbance spectra of two-dimensional Dirac materials},
author = {Leone Di Mauro Villari and Ian Galbraith and Fabio Biancalana},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06244},
year = {2018}
}