相干控制中受激电子拉曼散射与线性吸收的干涉

我们考虑了利用频率为$\omega$和$2\omega$的相干电磁场分量在石墨烯中激发载流子和光电流的量子干涉效应。给出了材料在基频$\omega$处的响应，并表明$\omega$处的单光子吸收与受激电子拉曼散射（组合$2\omega$吸收和$\omega$发射）发生干涉，从而对电流注入产生净贡献。这种干涉伴随着$\hbar\omega$的净能量吸收，并且是在相同辐照条件下先前研究的伴随$2\hbar\omega$净能量吸收的干涉之外存在的。由于没有带隙以及通过调节费米能级可以阻止光子吸收，石墨烯是研究这一贡献的理想材料。我们计算了本征石墨烯中这种全光效应的偏振依赖性，并表明材料在$\omega$和$2\omega$处的联合响应导致各向异性的光电流注入，而在掺杂石墨烯中，当$\omega$处的跃迁被泡利阻塞时，注入电流的大小是各向同性的。通过考虑受激电子拉曼散射对相干电流控制的贡献，我们发现石墨烯提供了可调谐、偏振敏感的应用。由受激电子拉曼散射和线性吸收干涉引起的相干控制不仅与石墨烯相关，还与窄带隙半导体、拓扑绝缘体和金属相关。