拓扑多重简并半金属 RhSi 中线性能带对二次谐波生成的抑制

近期在拓扑 Weyl 半金属 TaAs 中的实验观测到了破纪录的二次谐波生成, 即由频率为 $\omega$ 的入射光源产生的 $2\omega$ 处非线性光学响应。然而, 拓扑半金属中的二次谐波生成是否普遍增强, 是一个颇具挑战的开放问题, 因为其能带结构纠缠了来自平庸能带与拓扑能带交叉点的贡献。本工作中, 我们通过研究 RhSi 规避此问题, 它是一种在手性拓扑半金属, 具有靠近费米能级的拓扑多重简并费米子的简单能带结构。我们在宽频率窗口 $\omega\in [0.27,1.5]$eV 内测量了二次谐波生成 (SHG), 并利用第一性原理计算确定: 由于其线性色散, 多重简并费米子对 SHG 的贡献相对于布里渊区其他区域为次主导。我们的计算表明, 色散相对平坦的能带部分对 SHG 有显著贡献。总体而言, 我们的结果指出了增强 SHG 响应的途径。