超高场下的一维纳米材料电子发射研究
光学
2018-12-27 v1
摘要
由近红外或可见光强电场驱动的光发射（称为强场光发射）产生与入射光波形同步的阿秒电子脉冲，该原理是当前阿秒技术的核心。然而，基于固态材料在近红外波长下完全进入强场光发射区间受限于高光场强度下的空间电荷屏蔽与材料损伤，这严重阻碍了预测阿秒技术（如超高灵敏度光相位调制）的实现。在此，我们利用亚纳米碳纳米管与 800 nm 脉冲，展示了一种具有极端非线性的新型强场光发射行为——光发射电流标度遵循光场强度的 40 次方律。结果，总光发射电流对载流子包络相位具有依赖关系，光发射电流调制深度大幅提升至高达 100%，此前从未实现。含时密度泛函计算揭示了碳纳米管价带直接光学场诱导隧穿发射过程的全新行为，这表明已完全进入强场光发射区间。此外，如 Simpleman 模型计算所证实，观察到非线性动力学可通过改变价带顶束缚能进行调控。我们认为，来自纳米尖端的此类极端非线性光发射为产生极端时空分辨电子脉冲提供了新手段。这些结果还通过利用纳米材料中可调能带结构，为阿秒电子学与光学提供了新设计理念。
引用
@article{arxiv.1812.10114,
title = {Study of electron emission from 1D nanomaterials under super high field},
author = {Chi Li and Ke Chen and Mengxue Guan and Xiaowei Wang and Xu Zhou and Feng Zhai and Jiayu Dai and Zhenjun Li and Zhipei Sun and Sheng Meng and Kaihui Liu and Qing Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.10114},
year = {2018}
}