拓扑半金属中的差频产生
介观与纳米尺度物理
2020-01-22 v1
摘要
当两束激光作用于非中心对称材料时，可在入射频率之差 处产生光，这一现象称为差频产生（DFG），在半导体中已有充分表征。本工作中，我们推导了金属中 DFG 的一般表达式，并用以表明在手性拓扑半金属中，圆偏振光下的 DFG 以 为单位量子化，且独立于材料参数（包括散射时间 ），当 时。在此 regime 下，与先前基于单频实验的提议相比，DFG 提供了在金属中测量量子化响应的更简便替代方案。此外，我们的通用推导揭示了超越半经典贡献的圆偏振 DFG 的自由载流子贡献。该贡献可写为费米面积分，具有强频率依赖性，并相对于量子化贡献以 相移振荡。我们利用通用有效模型对 chiral 和非 chiral 材料的圆偏振 DFG 做出预言，并对 TaAs 和 RhSi 进行第一性原理计算。我们的工作在长度规范方法下、洁净无相互作用极限中给出了 DFG 的完整图像，并凸显了在金属中测量拓扑量子化光电流的合理实验。
引用
@article{arxiv.1907.02537,
title = {Difference frequency generation in topological semimetals},
author = {Fernando de Juan and Yang Zhang and Takahiro Morimoto and Yan Sun and Joel E. Moore and Adolfo G. Grushin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.02537},
year = {2020}
}
备注
4+epsilon+10 pages, 3 figures