磁性外尔半金属中的非线性光学二极管效应
介观与纳米尺度物理
2024-04-09 v2 材料科学
光学
摘要
二极管效应因其基础物理意义与现代技术价值而备受关注。外尔体系中的电学二极管效应（非互易输运）已被观测到。源于外尔费米子的光学二极管效应已有理论探讨但尚未经实验验证。在此，我们报道在磁性外尔半金属 CeAlSi 中观测到非线性光学二极管效应（NODE），其中磁化在非线性光学二次谐波产生（SHG）中引入了显著的方向性。我们展示并证明了在相反传播方向之间测得 SHG 强度有六倍变化，带宽超过 250 meV。在密度泛函理论支持下，我们确立源自外尔节点的线性色散能带为该宽带效应的起源。我们进一步展示了电流诱导磁化翻转，从而实现对 NODE 的电学调控。我们的结果推进了在磁性拓扑材料中识别新型非线性光学/输运现象的研究，并进一步为光的单向操控开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2307.15603,
title = {Nonlinear optical diode effect in a magnetic Weyl semimetal},
author = {Christian Tzschaschel and Jian-Xiang Qiu and Xue-Jian Gao and Hou-Chen Li and Chunyu Guo and Hung-Yu Yang and Cheng-Ping Zhang and Ying-Ming Xie and Yu-Fei Liu and Anyuan Gao and Damien Bérubé and Thao Dinh and Sheng-Chin Ho and Yuqiang Fang and Fuqiang Huang and Johanna Nordlander and Qiong Ma and Fazel Tafti and Philip J. W. Moll and Kam Tuen Law and Su-Yang Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.15603},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 4 figures, SI included