二维自旋轨道耦合材料中拓扑狄拉克费米子的非线性动力学

石墨烯族材料是具有因本征自旋轨道耦合而产生带隙能带结构的二维交错单层材料。这些材料中的质量隙可通过静态电场、非共振圆偏振激光或交换相互作用场的偏置按需调控，使单层能够经历多种拓扑相变。我们研究了自旋轨道耦合石墨烯族材料的动力学，以揭示嵌入非线性 regime 中的拓扑相变指纹，并展示这些特征如何在非线性 Kerr 效应与三次谐波产生过程中显现。我们表明，拓扑费米子的共振非线性谱响应可追溯到这些材料中的特定狄拉克锥，从而能够通过检测电磁场的交叉偏振分量来表征任意相中的拓扑不变量。通过阐明拓扑现象参与谐波产生的独特过程，我们的发现为基于石墨烯族二维半导体开发新型非线性系统开辟了令人鼓舞的路径。