从低阶到高阶拓扑绝缘体的高谐波光谱
材料科学
2026-05-26 v2
摘要
过去数十年间，高谐波光谱 (high-harmonic spectroscopy, HHS) 已成为探测固体拓扑性质的强大工具。关于谐波在其与非平凡拓扑性质关系中的谱特征的普遍本质仍存在诸多疑问。本文我们系统地理论性地研究了包括低阶拓扑绝缘体 (lower-order topological insulators, LOTIs) 和高阶拓扑绝缘体 (higher-order topological insulators, HOTIs) 在内的拓扑材料的 HHS，关注观测量如极化、圆二色性、椭圆率依赖性以及通道解析强度产率。我们采用 Haldane、Kane-Mele 以及呼吸 Kagome 格子模型，通过显式包含来自体、边缘和角态的贡献，将全光方法从 LOTI 推广到 HOTI regime。根据晶体系统，我们的计算表明这些观测量可以通过在拓扑相中对 HHG 谱的不同修改来编码拓扑信息。特别是，我们识别出谐波强度产率显著增强，相对于平凡相可达两个数量级，并通过通道解析强度产率揭示与边缘和角贡献相关的 distinct 谱特征。这些结果表明，通道解析 HHS 为探测 LOTIs 和 HOTIs 中的拓扑态提供了有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2508.15631,
title = {High Harmonic Spectroscopy from Lower-Order to Higher-Order Topological Insulators},
author = {Bryan Lorenzo and Carlos Batista and Milad Jangjan and Dasol Kim and Jean Menotti and Feng Liu and Wenlong Gao and Shambhu Ghimire and Camilo Granados and Alexis Chacon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.15631},
year = {2026}
}