中间红外电场下 Mott 相变亚周期演化的高次谐波生成
强关联电子
2025-08-04 v1 光学
摘要
强激光场下的固体会发生高次谐波生成（HHG），可提供关于弱相关系统中载流子动力学和能带结构信息。在强相关系统中，激光场可通过载流子产生诱导电子相位（包括电荷、自旋和轨道自由度）之间的相互作用，导致在各种电子相之间进行的相变。伴随这一过程的 HHG 应包含关于沿振荡场进行的非平衡电子态动力学信息——这一方面至今尚未得到解决。本文表明，强中间红外（MIR）脉冲可在一维铜化合物 Sr2CuO3 中诱导 Mott 绝缘体-金属相变，其演化通过 HHs 的光谱特征得以反映。当电场幅度超过 6 MV/cm 时，载流子被有效生成，且每个谐波频率均从 MIR 频率的奇数倍数下降。动力学平均场理论表明，这些红移源于在 Mott 绝缘体状态熔化过程中每个电场周期内发生的一系列电子结构重构，这些重构修改了载流子复合周期的辐射相位。这种现象在刚性带系统中可忽略不计。该实验-理论研究确认，HH 光谱研究有望揭示相关材料中非平衡相变亚周期动力学。
引用
@article{arxiv.2508.00296,
title = {High harmonic generation reflecting the sub-cycle evolution of the Mott transition under a mid-infrared electric field},
author = {Ryohei Ikeda and Yuta Murakami and Daiki Sakai and Tatsuya Miyamoto and Toshimitsu Ito and Hiroshi Okamoto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.00296},
year = {2025}
}