通过光驱动应变实现拓扑不变量的超快开关
材料科学
2025-02-25 v1
摘要
将拓扑不变量从非平庸态可逆地控制到平庸态，对于量子信息处理器和自旋电子学具有基础意义，可实现鲁棒且无耗散自旋电流的开关。尽管机械应变通常有利于此类拓扑不变量的调控，但其常伴随面内断裂，并不适用于高速、随时间变化的操作。在此，我们利用超快光学和太赫兹光谱研究 BiSe 中由光驱动应变引起的拓扑相变，该材料需要较大应变才能实现 开关。我们表明，在环境条件下，BiSe 经历从具有自旋-动量锁定表面的拓扑绝缘体到杂化态及普通绝缘相的超快转变。光诱导的强面外应变可抑制表面-体耦合，从而在远高于德拜温度下的室温区分表面与体电导。我们展示了通过调整光激发强度实现的瞬态杂化的多种随时间变化序列，以及拓扑不变量的开关操作。在相变点附近表面与体输运的突变允许在超声频频率下进行相干电导调制。我们关于光触发拓扑不变量超快开关的发现，为高速拓扑开关及其相关应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2306.09766,
title = {Ultrafast switching of topological invariants by light-driven strain},
author = {Tae Gwan Park and Seungil Baek and Junho Park and Eui-Cheol Shin and Hong Ryeol Na and Eon-Taek Oh and Seung-Hyun Chun and Yong-Hyun Kim and Sunghun Lee and Fabian Rotermund},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.09766},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 4 figure, and Supplementary Material