各向异性Weyl半金属中体光电流与边缘光电流的可视化
材料科学
2023-06-09 v2 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
能够在体相中将光整流为电流的材料是光电子应用所期望的。在反演对称性破缺的Weyl半金属中，体光电流可能源于在Weyl节点附近增强的非线性光学过程。然而，这些材料的光响应通常通过扫描光电流显微镜（SPCM）研究，该方法将光电流产生与收集效应混叠在一起。在此，我们利用具有氮空位中心自旋的高灵敏度量子磁强术，直接成像了II型Weyl半金属WTe2和TaIrTe4内部的光电流流动。我们阐明了一种未知的体光电流产生机制，称为各向异性光热电效应（APTE），其中沿不同晶轴的不等温差电动势驱动了光激发周围复杂的光电流环流。通过在样品内部和边缘同时进行SPCM与磁成像，我们可视化了APTE如何通过Shockley-Ramo定理激发Weyl半金属器件中收集到的长程光电流。我们的结果凸显了一个被忽视但广泛相关的电流来源，并启发了利用具有各向异性的均匀材料制造新型光探测器。
引用
@article{arxiv.2203.17176,
title = {Visualizing bulk and edge photocurrent flow in anisotropic Weyl semimetals},
author = {Yu-Xuan Wang and Xin-Yue Zhang and Chunhua Li and Xiaohan Yao and Ruihuan Duan and Thomas K. M. Graham and Zheng Liu and Fazel Tafti and David Broido and Ying Ran and Brian B. Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.17176},
year = {2023}
}
备注
Revised submitted version; 17 pages, 4 main figures, 5 supporting figures