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存在光激发载流子时的 Floquet 工程

介观与纳米尺度物理 2024-03-08 v1 其他凝聚态物理 光学

摘要

Floquet 工程提供了一种操纵电子能带结构的光学手段,然而,由泵浦场激发的载流子会导致有效加热,并掩盖能带变化的测量。最近在单层 WS2_2 中对相干激子系综上 Floquet 工程效应的演示对非绝热效应尤为敏感,同时仍能准确分辨能带结构变化。在此,我们使用具有恒定能量密度但不同脉冲时长(25–235~fs)的脉冲在单层 WS2_2 中驱动 AC-Stark 效应。随着泵浦脉冲变短,相应峰值强度的增加通过双光子吸收引入额外载流子,导致额外的退相干和峰展宽(这使得分辨 AC-Stark 位移变得困难)。我们利用多维相干光谱在单层 WS2_2 中创建相干激子系综,并测量相干性在 Floquet 泵浦脉冲持续时间内的演化。宏观相干振幅的变化量化了额外的展宽。同时,平均相位的演化使得能带结构的瞬时变化得以量化,且不受额外展宽的影响。这种测量 Floquet-Bloch 态演化的方法展示了一种量化由激发载流子引起的有效加热和非绝热性、同时分辨能带结构相干演化的手段。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.00916,
  title  = {Floquet engineering in the presence of optically excited carriers},
  author = {Mitchell A. Conway and Jonathan O. Tollerud and Thi-Hai-Yen Vu and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Michael S. Fuhrer and Mark T. Edmonds and Jeffrey A. Davis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.00916},
  year   = {2024}
}