光诱导电荷密度波相变犹如提线木偶
材料科学
2021-12-24 v1 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
电荷密度波(CDW)材料在超短激光脉冲激发后可发生超快相变，所提出的潜在机制始终与两个主要特征相关：激子相互作用诱导的CDW电荷序与电子-声子耦合诱导的周期晶格畸变(PLD)。在此，超越这两种机制，我们揭示原型CDW体系1T-TiSe2中光激发诱导的CDW相变类似于提线木偶：连接每个畸变Ti原子的六条Ti-Se键充当六根弦，控制着PLD并进而控制CDW序。光激发对Ti-Se键电荷布居的调制沿每条Ti-Se键产生依赖于激光注量的原子间排斥力。这六条Ti-Se键长度不等，从而对中心畸变Ti原子施加一净力，将其推向抑制PLD乃至CDW序的方向。我们进一步说明，每个畸变Ti原子的动力学表现得如同连接在一弹簧上作简谐运动，其振荡频率依赖于注量，从而统一了先前报道的两条相变时间标度律。这些发现显著推进了对CDW不稳定性的理解，并为光激发通过直接将原子间力与反应路径相连而对电荷布居的调制如何导致相变提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2112.12289,
title = {Photoinduced charge density wave transition like a puppet on a string},
author = {Zhao-Jun Suo and Wen-Hao Liu and Zhi Wang and Hao-Wen Liu and Jun-Wei Luo and Shu-Shen Li and Lin-Wang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.12289},
year = {2021}
}
备注
21 pages, 5 figures