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在时频空间中观测到硅中准粒子的诞生

材料科学 2013-09-16 v1 介观与纳米尺度物理 量子物理

摘要

固体物理学中的准粒子概念是用单粒子激发来描述复杂多体现象的一种极其有力的方法。引入电子 (e)、空穴 (h) 或声子 (p) 等简单粒子会通过与其他粒子的相互作用使多体系统发生形变。我们称添加的粒子被描述多体系统响应的自能云所“修饰”或“重整化”,从而形成一个新的实体,即准粒子。利用超快激光技术,我们可以脉冲式地产生裸粒子,并观测它们在由海森堡不确定性原理支配的时间和能量尺度上被多体相互作用修饰的过程,即准粒子的形成。在此,我们展示了硅 (Si) 对 10 飞秒 (101410^{-14} s) 激光脉冲激发的相干响应。光脉冲通过复杂的二阶非线性 susceptibility 与样品相互作用,产生作用于晶格的力,从而驱动相干声子激发。通过小波变换将瞬态反射率信号转换到频时空间,揭示了导致相干声子生成以及随后声子被电子 - 空穴 (e-h) 对激发修饰的干涉效应。

关键词

引用

@article{arxiv.1309.3358,
  title  = {The birth of a quasiparticle in Si observed in time-frequency space},
  author = {Muneaki Hase and Masahiro Kitajima and Anca Monia Constantinescu and Hrvoje Petek},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1309.3358},
  year   = {2013}
}

备注

14 pages, 3 figures