石墨烯中高次谐波产生的栅极可调量子路径

在强激光场下，固体中的电子通过在亚激光周期时间尺度上穿越 Bloch 能带中的量子路径辐射高次谐波场。通过高次谐波辐射在动量空间中理解这些路径，能够实现一种全光超快探针，用以观测相干光波驱动过程并测量电子结构，正如近期在半导体中所演示的。然而，此类演示在半金属中很大程度上受限，因为能隙的缺失阻碍了对精确路径的实验表征。在本研究中，通过将化学势的静电调控与高次谐波产生（HHG）测量相结合，我们解析了强激光场下石墨烯中无质量 Dirac 费米子的量子路径。HHG 的电学调制揭示了多光子带间激发通道之间的量子干涉。当光-物质相互作用偏离微扰 regime 时，椭圆偏振激光场通过带间与带内跃迁之间复杂的耦合高效地驱动无质量 Dirac 费米子，这得到了我们理论计算的支持。我们的发现为各种量子半金属中 Dirac 电子的强激光场层析成像及其栅极调控的超快电子学铺平了道路。