非绝热波包动力学中具有几何效应的超快自旋电子学

受通过激光脉冲利用量子材料能带的几何性质操控超快非绝热过程这一引人入胜的可能性的启发，我们将先前在绝热 regime 下建立、直观刻画能带几何性质的波包输运理论，推广至瞬态与非绝热 regime。这一推广使我们能够研究体现微观能带几何效应的宏观途径，突显非绝热驱动所具有而绝热驱动不具备的特殊能力。这些包括：在关闭激光脉冲后将能带几何性质印刻到电流变化率上，以及诱导具有绝热过程无法达到取向的固有宏观自旋极化。特别地，微观上根植于几何的固有自旋相干性被证明是宏观光电流中自旋介导部分的基础。通过对具有 Rashba 自旋轨道耦合的实例的显式计算，表明自旋介导部分可依据光电流的各项异性与无非自旋介导部分区分。上述理论结果（据称超越 Rashba 实例而适用）背后的工作原理被提炼以检视为 SnSe 收集的实验数据，展现出显著各向异性效应。我们观察到理论与实验间的一致性，为上述预期方向的进一步探索铺平了道路。