通过激光驱动三维狄拉克材料创造稳定的Floquet-Weyl半金属
材料科学
2017-01-18 v3
摘要
调控和稳定拓扑态（如Weyl半金属、Dirac半金属或拓扑绝缘体）正成为材料科学的主要课题之一。多体系统的周期驱动提供了一个平台，用于在超快时间尺度上设计具有可调电子性质的Floquet物质态。在此，我们通过第一性原理计算展示了如何利用圆偏振飞秒激光脉冲在原型三维狄拉克材料 NaBi 中切换 Weyl半金属、Dirac半金属和拓扑绝缘体态。我们的发现具有普遍性，适用于任何三维狄拉克半金属。我们讨论了时间依赖能带和Floquet-Weyl点（Floquet-WPs）的引导概念，并展示了光如何增强针对晶格扰动的拓扑保护。我们的工作对于材料性质的超快开关（如光学带隙或反常磁阻）具有潜在实际应用。此外，我们引入Floquet-含时密度泛函理论（Floquet-TDDFT）作为一种通用且鲁棒的第一性原理方法，用于拓扑态物质的预测性Floquet工程。
引用
@article{arxiv.1604.03399,
title = {Creating stable Floquet-Weyl semimetals by laser-driving of 3D Dirac materials},
author = {Hannes Hübener and Michael A. Sentef and Umberto de Giovannini and Alexander F. Kemper and Angel Rubio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.03399},
year = {2017}
}
备注
21 pages, 4 figures