Napredak je postignut u studiji ultrastavih prijedloga četvorina Weil koji kontrolišelaseri
Posljednjih godina teorijska i eksperimentalna istraživanja topoloških kvantnih država i topološkim kvantnim materijalima postala su vruća tema u polju sažete fizike. Kao novi koncept materije klasifikacije, topološkim redoslijedom, poput simetrije, temeljni je koncept u kondenziranom fiziku. Duboko razumijevanje topologije povezano je sa osnovnim problemima u fizici kondenzovanog materija, poput osnovne elektronske struktureKvantne faze, Kvantni fazni prijelazi i uzbuđenje mnogih imobiliziranih elemenata u kvantnim fazama. U topološkim materijalima, spajanje između mnogih stupnjeva slobode, poput elektrona, fonona i spin-a, igra odlučujuću ulogu u razumijevanju i regulaciji materijalnih svojstava. Pobuđenje svjetla može se koristiti za razlikovanje različitih interakcija i manipuliranje stanjem materije i informacije o osnovnim fizičkim svojstvima materijala, konstrukcijske fazne prijelaza i nove kvantne države mogu se dobiti. Trenutno je odnos makroskopskog ponašanja topoloških materijala koji vođeni svjetlosnim poljem i njihova mikroskopska atomska struktura i elektronička svojstva postala je istraživački cilj.
Ponašanje fotoelektričnog odgovora topoloških materijala usko je povezan sa njenom mikroskopskom elektronskom strukturom. Za topološke polu-metale, arier pobudi u blizini raskrižja benda vrlo je osjetljivo na karakteristike valnih funkcija sistema. Studija nelinearnih optičkih pojava u topološkim polu metalima može nam pomoći da bolje razumijemo fizička svojstva uzbuđenih država sistema i očekuje se da se ovi efekti mogu koristiti u proizvodnjiOptički uređajii dizajn solarnih ćelija, pružajući potencijalne praktične primjene u budućnosti. Na primjer, u weyl polu-metalu, apsorbiranje fotona kružno polarizirane svjetlosti uzrokovat će da se okreće za očuvanje ugaonog zamaha, extron pobude s obje strane Weyl Conea bit će asimetrično raspoređene duž smjera propagiranja svjetlosti, koja se naziva pravilom za izbor Chiral (slika 1).
Teorijska studija nelinearnih optičkih pojava topoloških materijala obično usvaja metodu kombiniranja izračuna materijalnog materijala i analize simetrije. Međutim, ova metoda ima neke nedostatke: nedostaje mu dinamičke informacije u stvarnom vremenu uzbuđenih prijevoznika u momentalnom prostoru i stvarnom prostoru, a ne može uspostaviti direktnu usporedbu s vremenskim rešenim metodom otkrivanja eksperimentalnog otkrivanja. Spojnica između elektrona i fotonskih fonona ne može se razmotriti. A to je ključno za određene fazne tranzicije. Pored toga, ta teorijska analiza zasnovana na teoriji opravdanju ne može se baviti fizičkim procesima pod jakim svjetlosnim poljem. Time-ovisna denzitetna molekularna dinamika (TDDFT-MD) simulacija na osnovu prvih principa može riješiti gore navedene probleme.
Nedavno, pod vodstvom istraživača Meng Sheng, Postdoktorski istraživač GUAN MENGXUE i doktorski student SF10 Laboratorija za fiziku Fizike Kineske nauke, u saradnji sa Sun Jiatao-om Pekinškog instituta, koristili su samorazvijenu simulaciju uzbuđene državne dinamike Softver TDAP. Istražene su karakteristike odgovora u evidenciji QUASTIPARTICLE-a za ultrafast laseru u drugom vrstu Weyl polu-metala WTE2.
Pokazano je da selektivno uzbuđenje prevoznika u blizini weyl točke utvrđuje atomskom orbitalnom simetričnošću i pravilu za odabir tranzicije, što se može razlikovati od uobičajenog selekcijskog pravila za hirovidnu uzbunu, a njegova uzbuđenje može se kontrolirati promjenom polarijskog smjera linearnog polariziranog svjetla i fotona (Sl. 2).
Asimetrični pobuda prevoznika izaziva fotokurenje u različitim smjerovima u stvarnom prostoru, što utječe na smjer i simetriju proklizavanja sustava. Budući da su topološka svojstva WTE2, kao što su broj točaka i stepena razdvajanja u prostoru zamaha, vrlo ovisni o simetrici sistema (slika 3), asimetrično uzbuđenje prevoznika dovest će u različito ponašanje weyl QuastiParticles u prostoru za momentuma i odgovarajuće promjene u topološkim svojstvima sistema. Dakle, studija pruža jasan fazni dijagram za tranzicije fototopoloških faza (slika 4).
Rezultati pokazuju da bi se zviždaljka prevoznika u blizini weyl točke treba obratiti pažnju, a atomska orbitalna svojstva valne funkcije treba analizirati. Efekti dvojice su slični, ali mehanizam je očigledno različit, što pruža teorijsku osnovu za objašnjenje jedinstvenosti Weyla bodova. Pored toga, računalna metoda usvojena u ovoj studiji može duboko razumjeti složene interakcije i dinamično ponašanje na atomskim i elektroničkim nivoima u super brzom vremenskoj skali, otkrivaju njihove mikrofizičke mehanizme, a očekuje se da će biti moćan alat za buduće istraživanje u topološkim materijalima.
Rezultati su u časopisu Priroda komunikacije. Istraživački rad podržan je nacionalnim ključnim planom istraživanja i razvoja, Nacionalna fondacija za prirodnu nauku i strateški pilot projekat (kategorija B) Kineske akademije nauka.
Sl.1.a. Pravilo za odabir čiralnosti za weyl bodove s pozitivnim znakom na čiralo (χ = + 1) pod kružno polarizirano svjetlo; Selektivno uzbuđenje zbog atomske orbitalne simetrije na weyl točki b. χ = + 1 u on-line polarizirano svjetlo
Sl. 2. Dijagram atomske strukture A, TD-WTE2; b. Struktura benda u blizini Fermijske površine; (c) opsežna struktura i relativni doprinosi atomskih orbitala raspoređenih uz visoke simetrične linije u Brillouinskoj regiji, strelicama (1) i (2) predstavljaju pobudu u blizini ili daleko od weyla; d. Pojačavanje strukture benda duž gama-x smjera
Sl.3.Ab: Ilustrira se relativni međulačni pokret linearno polariziranog laganog kretanja duž osi i B-osi kristala i odgovarajući režim kretanja; C. Poređenje teorijske simulacije i eksperimentalnog promatranja; DE: Symmetry Evolution sistema i položaja, broj i stupanj odvajanja dviju najbližih weyl bodova u KZ = 0 avioni
Sl. 4. Tranzicija fototopološkog faza u TD-WTE2 za linearno polariziranu svjetlosnu fontonu energiju (?) Ω) i smjer polarizacije (θ) ovisni fazni dijagram
Pošta: Sep-25-2023