拓扑绝缘体表面态与体态的高次谐波生成解耦
介观与纳米尺度物理
2026-04-08 v1 其他凝聚态物理
原子物理
光学
摘要
拓扑相的发现为材料科学引入了新的维度。三维（3D）拓扑绝缘体（TI）是一类引人注目的物质，其体态为绝缘态，同时承载具有独特电荷和自旋特性的导电拓扑表面态（TSS）。高次谐波生成（HHG）已成为探测凝聚态系统的强大工具，能够提供其电子结构和动态行为的洞察。在这里，我们研究原型 3D-TI BiSe 中的 HHG。我们证明，通过调节薄膜样品的厚度，可以控制体态和表面态对谐波发射的贡献。超薄膜（6 nm）显著增强了来自表面态的 HHG，而体态在较厚的薄膜（50 nm）中主导 HHG。通过施加准静态太赫兹扰动场，我们解耦了体态和表面态响应，揭示了表面态的位移矢量和贝里曲率对 HHG 的显著影响。我们的研究提供了有效方法，用于将 TSS 的光学响应与体态分离，从而为解决一个持续存在的争论——是否可以在 HHG 中可靠地提取拓扑特征——开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2604.06051,
title = {Disentangling High Harmonic Generation from Surface and Bulk States of a Topological Insulator},
author = {Sha Li and Wenyi Zhou and Kazi A. Imroz and Yaguo Tang and Tiana A. Townsend and Vyacheslav Leshchenko and Larissa Boie and Pierre Agostini and Alexandra S. Landsman and Roland K. Kawakami and Lun Yue and Louis F. DiMauro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.06051},
year = {2026}
}
备注
16 pages main text (6 figures), 24 pages Supplemental Info (8 figures)