光驱动SnSe中瞬时拓扑晶体有序的发现
材料科学
2025-05-19 v2 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
ultrafast 光激励为访问远离平衡的新兴量子相提供了强大的途径，使能够诱导如磁性、铁电性和超导性等瞬时光致现象。然而， 将这一方法扩展到诱导拓扑相，特别是在常规半导体中，仍具有挑战性。我们在报告中，观察到在层状半导体SnSe中诱导的热力学上不可达、瞬时拓扑晶体有序。SnSe是带隙约0.8 eV的平凡绝缘体。时间和角分辨光电子谱直接揭示了类狄拉克线性色散在带隙中亚皮秒级的出现。其特征包括高费米速度（~ 2.5×10^5 m/s）、远离高对称动量的多个狄拉克点以及独立于探针光子能量的特性，与拓扑晶体绝缘体的镜面对称性保护表面态相一致。所观察到的谱动态结合密度泛函理论计算表明，皮秒级激励暂时性地增加晶格对称性，使拓扑晶体有序得以出现。我们的发现开辟了利用超快光学方法控制半导体中拓扑量子相的新途径，具有潜在的量子和自旋电子器件应用前景。
引用
@article{arxiv.2502.14800,
title = {Discovery of transient topological crystalline order in optically driven SnSe},
author = {Masataka Mogi and Dongsung Choi and Kyoung Hun Oh and Diana Golovanova and Yufei Zhao and Yifan Su and Zongqi Shen and Doron Azoury and Haoyu Xia and Batyr Ilyas and Tianchuang Luo and Noriaki Kida and Taito Osaka and Tadashi Togashi and Binghai Yan and Nuh Gedik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.14800},
year = {2025}
}
备注
27 pages, 5 figures