石墨烯单层与超短激光脉冲的相互作用

我们研究了石墨烯与持续时间为几飞秒的超短光脉冲之间的相互作用。对于如此短的脉冲，电子动力学是相干的，并在石墨烯的紧束缚模型框架内进行描述。光脉冲与石墨烯的相互作用由带间偶极矩阵元对波矢的强烈依赖性决定，这些矩阵元在石墨烯的狄拉克点处具有奇异性。光脉冲作用下的电子动力学是高度不可逆的，并伴有导带的大量残余布居。残余导带布居作为波矢的函数是非均匀的，呈现出若干局域化的高导带布居点。这些点位于狄拉克点附近，其数量取决于脉冲强度。通过石墨烯层传播的光脉冲会产生有限的转移电荷，该电荷作为脉冲强度的函数会改变其符号。在小脉冲强度下，电荷沿脉冲最大值方向转移；而在大脉冲强度下，电荷转移方向与脉冲最大值方向相反。这一特性为通过改变脉冲强度来控制电荷转移方向提供了独特的可能性。