石墨烯非线性光学电导率弛豫行为的微观分析
介观与纳米尺度物理
2023-07-10 v1
摘要
本文给出存在由声子与电子构成的量子浴时，石墨烯在非线性区带间动态光学电导率的一般表述。我们主要关注受振荡电场扰动的石墨烯量子固体的弛豫行为。考虑光学频率范围及相当幅度的场强，可通过建立与耗散量子统计力学的自旋-玻色模型形式一致的密度算符量子主方程来观察非线性响应。将价带与导带态映射为 Pauli 自旋算符的本征态，并利用旋转波近似略去非共振项，可求解导带与价带态平均布居数及其间混合矩阵元的速率方程。我们的结果揭示了非线性稳态区的布居反转与带间相干性，其由一个无量纲参数刻画，该参数与入射场强成正比、与光学频率成反比。我们的方法亦能计算有限温度下掺杂与带隙石墨烯的非线性带间光学电导率。我们详细考察了声子与电子不同浴谱的效应。尽管一般表述可处理两能带系统的多种非平衡响应，其亦有助于与非线性光学电导率的现象学建模建立联系。
引用
@article{arxiv.2307.03392,
title = {Microscopic analysis of relaxation behavior in nonlinear optical conductivity of graphene},
author = {Bristi Ghosh and Sushanta Dattagupta and Malay Bandyopadhyay},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03392},
year = {2023}
}