外尔与狄拉克半金属在激光场中的非微扰拓扑电流

我们在动理学理论框架下，非微扰地研究了强椭圆偏振激光场在外尔和狄拉克半金属中产生的反常霍尔电流及其高次谐波。我们发现微扰与非微扰 regime 之间由电场强度 $\mathcal{E}^{*}= \frac{\mu \omega}{ 2 e v_F}$（$\omega$：激光频率，$\mu$：费米能，$v_F$：费米速度）表征的新颖交叉。在微扰 regime 中，反常霍尔电流依赖于场强（$\mathcal{E}$）的二次方，而高阶修正以及高次谐波在零温下消失。在非微扰 regime 中，反常霍尔电流饱和并以 $(\log{\mathcal{E}})/\mathcal{E}$ 衰减，而当面内旋转对称性破缺时产生偶次高次谐波。基于玻尔兹曼方程的解析解，我们揭示了这一尖锐交叉的拓扑起源：在其虚运动中，外尔单极子在微扰或非微扰 regime 中分别停留于费米球内部或移动到费米球外部。我们的发现建立了一种与外尔和狄拉克半金属特有的拓扑本质相连的新型非线性响应。