三维狄拉克半金属Cd$_3$As$_2$中的布居反转与狄拉克费米子冷却
介观与纳米尺度物理
2022-02-16 v1
摘要
揭示三维(3D)狄拉克费米子在光激发下的超快动力学对于基础科学和设备应用都至关重要。迄今为止,三维狄拉克费米子的冷却如何不同于二维(2D)狄拉克费米子,以及是否存在布居反转,都是尚待回答的基本问题。在此,我们利用探针光子能量在5.3-6.9 eV可调的超快时间分辨与角分辨光电子能谱(TrARPES)揭示了模型三维狄拉克半金属CdAs中狄拉克费米子的超快动力学。能量和动量分辨的弛豫速率显示出对能量的线性依赖,表明狄拉克费米子通过带内弛豫冷却。此外,基于在导带中观测到寿命为 = 3.0 ps的累积光激发载流子,我们报道了布居反转现象。我们的工作为三维狄拉克半金属中长寿命布居反转提供了直接实验证据,这与二维石墨烯中带间弛豫发生在快得多的时标上形成对比。
引用
@article{arxiv.2112.09371,
title = {Population inversion and Dirac fermion cooling in 3D Dirac semimetal Cd$_3$As$_2$},
author = {Changhua Bao and Qian Li and Sheng Xu and Shaohua Zhou and Xiang-Yu Zeng and Haoyuan Zhong and Qixuan Gao and Laipeng Luo and Dong Sun and Tian-Long Xia and Shuyun Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09371},
year = {2022}
}