以表面敏感性探测与控制太赫兹驱动的结构动力学
强关联电子
2016-10-05 v1
摘要
强单周期太赫兹(THz)脉冲为在超快时间尺度上理解和控制材料性质提供了一种极具前景的方法。特别是，共振激发声子有助于更好地理解它们如何与材料中的其他自由度耦合（例如铁电性、导电性和磁性），同时能够对晶格振动及其相关的对称性变化进行相干控制。然而，一种在原子尺度上观察由此产生的结构变化的超快方法对于研究声子动力学至关重要。光学二次谐波产生(SHG)是这样一种简单的方法，该技术对材料体相以及表面和界面的晶体对称性具有显著的敏感性。这使得 SHG 成为探测拓扑绝缘体(TI)——具有独特表面输运性质的材料——中声子动力学的理想方法。在此，我们利用强 THz 脉冲共振激发典型 TI BiSe 中的极性声子模式，并利用 SHG 探测随后的响应。这使我们能够将表面的光致晶格动力学与体相的瞬态反演对称性破缺分离开来。此外，我们通过改变一对驱动 THz 脉冲之间的时间延迟来相干控制声子振荡。因此，我们的工作展示了一种多功能的桌面化工具，用于探测和控制材料中（特别是表面和界面处，例如 TI 与磁性材料之间的界面，据预测该处存在奇异的新物质态）的超快声子动力学。
引用
@article{arxiv.1610.00871,
title = {Probing and controlling terahertz-driven structural dynamics with surface sensitivity},
author = {P. Bowlan and J. Bowlan and S. A. Trugman and R. Valdes Aguilar and J. Qi and X. Liu and J. Furdyna and M. Dobrowolska and A. J. Taylor and D. A. Yarotski and R. P. Prasankumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.00871},
year = {2016}
}