石墨烯中打开能隙的非线性光学效应

石墨烯具有卓越的电子、光学和力学性质，将二维相对论性凝聚态物质系统的研究推向了繁荣的高度。然而，对其非线性光学性质如何受类相对论效应影响的理解在很大程度上仍是空白。最近有研究表明，在独立悬浮样品中可以产生高度非平庸的电流，特别是会导致偶次谐波的产生。由于单层石墨烯是中心对称介质，通常认为在这种介质中无法产生此类谐波，因此这种光驱动现象既令人惊讶又极具前景。更现实的情况是，石墨烯样品通常沉积在介电基底上，从而引发额外的复杂相互作用。在此，我们提出一种通过使能谱打开能隙来研究该情况的处理方法，并表明这会导致载流子动力学中出现 Berry 相。我们分析了该相位在所产生的非线性电流中的作用，并得出结论：它会抑制奇次谐波的产生。将泵浦能量调节至能隙大小，可产生由带间跃迁介导的奇次谐波间的干涉，从而允许偶次谐波的产生。我们的结果与通用方法学为理解能隙打开这一物理因素在六角二维晶格非线性光学中的作用奠定了基础。