多光子场诱导的HgTe体态拓扑状态
材料科学
2025-07-01 v1
摘要
强光-物质相互作用可被利用来修改量子材料的属性，无论是处于热平衡还是非热平衡状态。近期的研究表明，光子结构中的电磁场与凝聚态系统进行混合，导致诸如电荷密度波、超导性和铁电性等光子场驯化的集体量子态。本文展示了光子场通过极化介导的对称性破坏机制，在固体中诱导新出现的拓扑相。我们运用最先进的量子电动力学密度泛函理论(QEDFT)计算，表明强光-物质耦合可重新配置HgTe的电子结构和离子结构，使系统驶入Weyl、 nodal-line或拓扑绝缘体相。这些相取决于样品在光子结构中的相对取向以及耦合强度。与先前报道的具有 ultrashort 寿命的激光驱动现象不同，光子场诱导的对称性破坏源于稳态光子-物质混合态，使多个稳健的拓扑态得以涌现。我们的研究表明，可利用光子结构中的真空润动来工程化材料属性，并按需实现量子材料中丰富的拓扑现象。
引用
@article{arxiv.2506.23494,
title = {Multiple Photon Field-induced Topological States in Bulk HgTe},
author = {Dongbin Shin and I-Te Lu and Benshu Fan and Emil Vinas Bostrom and Hang Liu and Mark Kamper Svendsen and Simone Latini and Peizhe Tang and Angel Rubio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.23494},
year = {2025}
}
备注
4 figures