拓扑界面态——通往太赫兹频段朗道能级激光器的可能路径
介观与纳米尺度物理
2023-12-20 v4 材料科学
摘要
Volkov-Pankratov表面带出现在平滑拓扑界面，即拓扑绝缘体与平庸绝缘体之间的界面上，此外还有由拓扑材料体-面对应关系所强加的手性表面态。若施加垂直于界面的磁场，这些二维能带将发生朗道量子化。我展示了其能量尺度(通常在10-100 meV范围)可由垂直磁场与界面宽度共同调控。后者仍可借助界面内的磁场分量来改变。不同Volkov-Pankratov带的朗道能级存在光学耦合，其排布可能允许通过共振光泵浦获得粒子数反转。这可作为基于朗道能级的级联激光器的基元。此外，取决于光学跃迁所涉及的Volkov-Pankratov带与朗道能级，光子分别在Voigt与Faraday几何下平行或垂直于磁场被吸收与发射。
引用
@article{arxiv.2307.05116,
title = {Topological interface states -- a possible path towards a Landau-level laser in the THz regime},
author = {Mark O. Goerbig},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05116},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 3 figures; enhanced discussion of the model, references added