固体高次谐波产生中半导体 Bloch 方程的结构规范与激光规范
原子物理
2020-05-13 v1 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
半导体 Bloch 方程（SBEs）常用于凝聚态中强场激光-物质相互作用的模拟。在无反演或时间反演对称性的系统中，Berry 联络与跃迁偶极相位（TDPs）必须包含在 SBEs 中，这反过来要求为 Bloch 态构建光滑且周期的结构规范。此处，我们阐明了针对拓扑平庸系统的此类结构规范构建的通用方法。此外，我们研究了长度规范与速度规范下的 SBEs，并讨论它们各自在高次谐波产生（HHG）过程中的优势与不足。我们发现，在需要退相干或将电流分离为带间与带内贡献的情况下，长度规范 SBEs 计算更高效。在无退相干且仅需总电流的计算中，速度规范 SBEs 与结构规范无关且计算更高效。我们采用两个系统作为数值示例以凸显我们的发现：ZnO 的一维模型与二维单层六方氮化硼（h-BN）。在 h-BN 的 SBEs 中忽略 Berry 联络或 TDPs 会导致非物理的 HHG 谱。本工作中的结构与激光规范考量不限于 HHG 过程，且适用于所有使用 SBEs 的强场物质模拟。
引用
@article{arxiv.2003.02961,
title = {Structure- and laser-gauges for the semiconductor Bloch equations in high-harmonic generation in solids},
author = {Lun Yue and Mette B. Gaarde},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02961},
year = {2020}
}