三维拓扑绝缘体中的强场物理
介观与纳米尺度物理
2022-01-24 v1 其他凝聚态物理
光学
量子物理
摘要
我们从理论上研究了拓扑绝缘体类量子材料中光与物质相互作用的强场 regime。具体而言，我们聚焦于范式性的三维拓扑绝缘体硒化铋（BiSe）在强中红外激光场作用下的非微扰高次谐波产生过程。我们分别分析了自旋轨道耦合的体态与拓扑表面能带的贡献，并揭示了它们的谐波产额对激光场椭圆度的依赖存在重大差异。体态谐波的产额随椭圆度增加呈单调下降，其方式类似于气态介质中的高次谐波产生。然而，表面贡献表现出高度非平凡的依赖关系，在圆偏振场下达到最大值。我们将观察到的反常行为归因于：(i) 在狄拉克点附近带间偶极矩与贝里联络的增强振幅及圆型图案；以及 (ii) 哈密顿量中高阶“六方翘曲”项的影响，这些项导致了高动量处能量面的六方形变。后者与自旋轨道耦合参数直接相关。因此，我们的结果确立了强场驱动的高谐波发射对能带结构拓扑以及自旋轨道相互作用表现的敏感性。
引用
@article{arxiv.2008.01265,
title = {Strong-field physics in three-dimensional topological insulators},
author = {Denitsa Baykusheva and Alexis Chacón and Dasol Kim and Dong Eon Kim and David A. Reis and Shambhu Ghimire},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.01265},
year = {2022}
}
备注
19 pages, 12 figures