狄拉克半金属 Cd3As2 中电可调谐的 Floquet Weyl 光子发射
材料科学
2025-01-29 v1
摘要
在石墨烯等二维 (2D) 狄拉克系统中，光学调控狄拉克能带和电学控制费米能级的能力极大地推动了量子技术的发展。然而，在三维狄拉克系统中，类似的可调谐性仍然难以实现。在本工作中，我们展示了 3D 狄拉克半金属 Cd3As2 能带结构的光学和电学可调谐性。圆偏振光的光激发打破了时间反演对称性，消除了狄拉克点处的简并，使材料转变为具有手性 Weyl 节点的 Floquet Weyl 半金属。这种转变诱导出非零的 Berry 曲率，产生依赖于螺旋度的横向反常光电流，可通过垂直入射下的太赫兹发射进行探测。此外，施加外部电场使费米能级偏离狄拉克点，扩大了狄拉克锥投影，导致费米弧态密度降低。因此，我们实现了对 Floquet 能带工程的精确电学控制，从而实现了 THz 发射的大幅调制。此外，在斜入射下，圆光子拖曳效应诱导出依赖于螺旋度的纵向光电流。纵向和横向光电流的同时产生与操控实现了对发射 THz 脉冲螺旋度的精确控制。这些结果为电场控制的 Floquet Weyl THz 源铺平了道路，在量子计算和低功耗电子学中具有巨大的应用潜力。
引用
@article{arxiv.2501.16498,
title = {Electrically tunable Floquet Weyl photon emission from Dirac semimetal Cd3As2},
author = {Sobhan Subhra Mishra and Thomas CaiWei Tan and Manoj Gupta and Faxian Xiu and Ranjan Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16498},
year = {2025}
}
备注
26 pages, 4 figures, 4 supplementary figures