含耗散的无质量狄拉克费米子系统与拓扑绝缘体中的光致反常霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2019-10-01 v3 光学
摘要
采用带唯象耗散的量子刘维尔方程，我们研究了分别模拟石墨烯与拓扑绝缘体的无质量和有质量狄拉克费米子系统的输运性质。无质量狄拉克费米子系统不显示本征霍尔效应，但在圆偏振激光场存在下显示出霍尔电流，此为光驱动非平衡态的性质。基于微观分析，我们发现光致霍尔效应主要源于动量空间中光生载流子分布的不平衡，尽管涌现的 Floquet-Berry 曲率也有非零贡献。我们进一步计算了具有本征霍尔效应的有质量狄拉克费米子系统的霍尔输运性质，以探究本征拓扑贡献与外源光致布居贡献之间的相互作用。结果表明，在强场 regime 下光生载流子布居不平衡的贡献变得显著，并超越了本征贡献。该发现清楚地表明材料的本征输运性质可被外部驱动覆盖，并可能为材料输运性质的超快光学控制开辟途径。
引用
@article{arxiv.1905.12981,
title = {Light-induced anomalous Hall effect in massless Dirac fermion systems and topological insulators with dissipation},
author = {S. A. Sato and P. Tang and M. A. Sentef and U. De Giovannini and H. Hübener and A. Rubio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.12981},
year = {2019}
}