Enweela ọganihu n'ọmụmụ ihe gbasara mmegharị ngwa ngwa nke Weil quasiparticles nke ejiri aka na-achịkwalasers
N'afọ ndị na-adịbeghị anya, nnyocha echiche na nnwale gbasara ọnọdụ quantum na ihe ndị dị na quantum topological aghọwo isiokwu na-ekpo ọkụ n'ọhịa nke physics ihe ndị dị na condensed matter. Dịka echiche ọhụrụ nke nhazi ihe, usoro topological, dị ka symmetry, bụ echiche bụ isi na physics ihe ndị dị na condensed matter. Nghọta miri emi nke topology metụtara nsogbu ndị bụ isi na physics ihe ndị dị na condensed matter, dị ka nhazi eletrọnịkị bụ isi nkeusoro kwantum, mgbanwe nke oge quantum na mkpali nke ọtụtụ ihe ndị na-adịghị arụ ọrụ na usoro quantum. Na ihe ndị dị n'elu, njikọ dị n'etiti ọtụtụ ogo nnwere onwe, dị ka elektrọn, phonon na spin, na-arụ ọrụ dị mkpa n'ịghọta na ịchịkwa ihe onwunwe. Enwere ike iji mkpali ìhè mata ọdịiche dị n'etiti mmekọrịta dị iche iche na ijikwa ọnọdụ ihe, enwere ike nweta ozi gbasara ihe onwunwe anụ ahụ bụ isi nke ihe ahụ, mgbanwe nke usoro nhazi, na ọnọdụ quantum ọhụrụ. Ugbu a, mmekọrịta dị n'etiti omume macroscopic nke ihe ndị dị n'elu nke ubi ìhè na-akwalite na nhazi atọm ha dị obere na ihe onwunwe eletrọniki aghọwo ihe mgbaru ọsọ nyocha.
Omume mmeghachi omume fotoelectric nke ihe ndị dị n'elu nwere njikọ chiri anya na nhazi eletrọniki ya dị obere. Maka semi-metals topological, mkpali ebufe dị nso na njikọ band na-enwe mmetụta dị ukwuu na njirimara ọrụ ebili mmiri nke sistemụ ahụ. Ọmụmụ ihe nke ihe ndị na-abụghị ahịrị anya na semi-metals topological nwere ike inyere anyị aka ịghọta nke ọma ihe ndị dị na ọnọdụ obi ụtọ nke sistemụ ahụ, a na-atụkwa anya na enwere ike iji mmetụta ndị a mee ihe na mmepụta nkengwaọrụ anyana nhazi nke mkpụrụ ndụ anyanwụ, na-enye ohere iji mee ihe bara uru n'ọdịnihu. Dịka ọmụmaatụ, na ọkara-metal Weyl, ịmịkọrọ photon nke ìhè okirikiri polarized ga-eme ka ntụgharị ahụ tụgharịa, iji mezuo nchekwa nke angular momentum, a ga-ekesa mkpali elektrọn n'akụkụ abụọ nke cone Weyl n'ụzọ na-enweghị nhazi n'akụkụ nke mgbasa ìhè gburugburu polarized, nke a na-akpọ iwu nhọrọ chiral (Foto 1).
Ọmụmụ ihe gbasara ihe ndị na-abụghị nke linear nke ihe ndị dị n'elu na-ejikarị usoro nke ijikọta ngụkọ nke ihe onwunwe ala na nyocha symmetry. Agbanyeghị, usoro a nwere ụfọdụ ntụpọ: ọ nweghị ozi dị ike n'ezie nke ndị na-ebu ihe na-akpali akpali na oghere momentum na oghere n'ezie, ọ nweghịkwa ike ịtọ ntụnyere kpọmkwem na usoro nchọpụta nnwale edoziri oge. Enweghị ike ịtụle njikọ dị n'etiti elektrọn-phonons na photon-phonons. Nke a dịkwa oke mkpa maka mgbanwe ụfọdụ nkebi ime. Na mgbakwunye, nyocha echiche a dabere na ozizi mgbanwe enweghị ike ijikwa usoro anụ ahụ n'okpuru ubi ọkụ siri ike. Nmegharị molekul na-arụ ọrụ nke dabere na oge (TDDFT-MD) dabere na ụkpụrụ mbụ nwere ike idozi nsogbu ndị dị n'elu.
N'oge na-adịbeghị anya, n'okpuru nduzi nke onye nchọpụta Meng Sheng, onye nchọpụta postdoctoral Guan Mengxue na nwa akwụkwọ doctoral Wang En nke SF10 Group nke State Key Laboratory of Surface Physics nke Institute of Physics nke Chinese Academy of Sciences/Beijing National Research Center for Concentrated Matter Physics, na mmekorita ya na Prọfesọ Sun Jiatao nke Beijing Institute of Technology, ha jiri ngwanrọ TDAP nke onwe ya mepụtara nke na-akpali akpali. A na-enyocha njirimara nzaghachi nke quastiparticle excitation na ultrafast laser na ụdị Weyl semi-metal WTe2 nke abụọ.
E gosila na a na-ekpebi mkpali nhọrọ nke ndị na-ebu ihe dị nso na ebe Weyl site na nhazi atọm orbital na iwu nhọrọ mgbanwe, nke dị iche na iwu nhọrọ ntụgharị nkịtị maka mkpali chiral, enwere ike ijikwa ụzọ mkpali ya site na ịgbanwe ntụziaka polarization nke ìhè na ike photon nke a na-agbanwe agbanwe (FIG. 2).
Mkpali asymmetric nke ndị na-ebu ibu na-akpali fotocurrents n'akụkụ dị iche iche n'ime oghere dị adị, nke na-emetụta ntụziaka na nhazi nke mmịpụ dị n'etiti oyi akwa nke sistemụ ahụ. Ebe ọ bụ na ihe onwunwe nke WTe2, dịka ọnụọgụ nke isi ihe Weyl na ogo nkewa na oghere momentum, dabere nke ukwuu na nhazi nke sistemụ ahụ (Foto 3), mkpali asymmetric nke ndị na-ebu ibu ga-eweta omume dị iche iche nke Weyl quastiparticles na oghere momentum na mgbanwe kwekọrọ na njirimara topological nke sistemụ ahụ. Ya mere, ọmụmụ ihe ahụ na-enye eserese nkebi doro anya maka mgbanwe nke usoro fototopological (Foto 4).
Nsonaazụ ya gosiri na a ga-elebara anya na chiraality nke ihe mkpali ebufe dị nso na Weyl point, nakwa na a ga-enyocha ihe ndị dị na orbital atọm nke ọrụ ebili mmiri. Mmetụta nke ha abụọ yiri ibe ha mana usoro ahụ doro anya dị iche, nke na-enye ntọala echiche maka ịkọwa ihe dị iche na isi Weyl. Na mgbakwunye, usoro mgbakọ na mwepụ ejiri mee ihe n'ọmụmụ ihe a nwere ike ịghọta nke ọma mmekọrịta dị mgbagwoju anya na omume mgbanwe na ọkwa atọm na eletrọnịkị n'oge dị oke ọsọ, na-ekpughe usoro microphysical ha, a na-atụkwa anya na ọ ga-abụ ngwaọrụ dị ike maka nyocha n'ọdịnihu na ihe ngosi anya na-abụghị ahịrị na ihe ndị dị na topological.
Nsonaazụ ya dị na akwụkwọ akụkọ Nature Communications. Ọrụ nyocha a sitere na Atụmatụ Nnyocha na Mmepe Mba, Ntọala Sayensị Okike nke Mba na Ọrụ Nleba Anya (Nkeji B) nke Ụlọ Akwụkwọ Sayensị nke China na-akwado ya.
FIG.1.a. Iwu nhọrọ chirality maka isi Weyl nwere akara chirality dị mma (χ=+1) n'okpuru ìhè okirikiri polarized; Mkpali nhọrọ sitere na nhazi atọm orbital na isi Weyl nke b. χ=+1 na ìhè polarized n'ịntanetị
FIG. 2. Eserese nhazi atọm nke a, Td-WTe2; b. Nhazi eriri dị nso n'elu Fermi; (c) Nhazi eriri na onyinye nke orbitals atọm kesara n'ahịrị dị elu na mpaghara Brillouin, akụ (1) na (2) na-anọchite anya mkpali dị nso ma ọ bụ dị anya site na isi Weyl, n'otu n'otu; d. Mmụba nke nhazi eriri n'akụkụ ntụziaka Gamma-X
FIG.3.ab: Mmegharị dị n'etiti oyi akwa nke ntụziaka polarization ìhè nke nwere akara kwụ ọtọ n'akụkụ axis A na B nke kristal ahụ, yana ụdị mmegharị kwekọrọ; C. Ntụnyere n'etiti ihe atụ echiche na nlele nnwale; de: Mgbanwe symmetry nke sistemụ ahụ na ọnọdụ, ọnụọgụ na ogo nke nkewa nke isi ihe Weyl abụọ kacha nso na mbara igwe kz=0
FIG. 4. Mgbanwe nke usoro fototopological na Td-WTe2 maka ike foton ìhè nke nwere polarized n'usoro (?) ω) na eserese nke dabere na ntụziaka polarization (θ)
Oge ozi: Sep-25-2023