በሌዘር ቁጥጥር ስር ባለው የ ultrafast እንቅስቃሴ የ Weil quasiparticles ጥናት ሂደት እድገት ታይቷል።

ቁጥጥር የሚደረግበት የ ultrafast እንቅስቃሴ የ Weil quasiparticles ጥናት ሂደት እድገት ታይቷል።ሌዘር

ከቅርብ ዓመታት ወዲህ በቶፖሎጂካል ኳንተም ግዛቶች እና በቶፖሎጂካል ኳንተም ቁሳቁሶች ላይ የተደረገው የንድፈ-ሀሳብ እና የሙከራ ምርምር በኮንደንሴድ ቁስ ፊዚክስ ዘርፍ የመነጋገሪያ ርዕስ ሆኗል። እንደ አዲስ የቁስ ምደባ ፅንሰ-ሀሳብ ፣ ቶፖሎጂካል ቅደም ተከተል ፣ ልክ እንደ ሲሜትሪ ፣ በኮንደንድ ቁስ ፊዚክስ ውስጥ መሰረታዊ ጽንሰ-ሀሳብ ነው። ስለ ቶፖሎጂ ጥልቅ ግንዛቤ በተጨናነቀው ቁስ ፊዚክስ ውስጥ ካሉ መሰረታዊ ችግሮች ጋር የተያያዘ ነው ፣ ለምሳሌ እንደ መሰረታዊ የኤሌክትሮኒክስ መዋቅርየኳንተም ደረጃዎች፣ የኳንተም ምዕራፍ ሽግግሮች እና ብዙ የማይንቀሳቀሱ ንጥረ ነገሮች በኳንተም ደረጃዎች ውስጥ መነቃቃት። በቶፖሎጂካል ቁሶች፣ እንደ ኤሌክትሮኖች፣ ፎኖኖች እና ስፒን ባሉ የነጻነት ደረጃዎች መካከል ያለው ትስስር የቁሳቁስን ባህሪያት በመረዳት እና በመቆጣጠር ረገድ ወሳኝ ሚና ይጫወታል። የብርሃን ማነቃቂያ የተለያዩ መስተጋብሮችን ለመለየት እና የቁስ ሁኔታን ለመቆጣጠር ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል፣ እና ስለ ቁሱ መሰረታዊ አካላዊ ባህሪያት፣ መዋቅራዊ ምዕራፍ ሽግግሮች እና አዲስ የኳንተም ግዛቶች መረጃ ማግኘት ይቻላል። በአሁኑ ጊዜ በብርሃን መስክ የሚነዱ የቶፖሎጂካል ቁሶች ማክሮስኮፒክ ባህሪ እና በአጉሊ መነጽር የአቶሚክ መዋቅር እና የኤሌክትሮኒካዊ ባህሪያት መካከል ያለው ግንኙነት የምርምር ግብ ሆኗል.

የቶፖሎጂካል ቁሳቁሶች የፎቶ ኤሌክትሪክ ምላሽ ባህሪ ከአጉሊ መነጽር ኤሌክትሮኒካዊ መዋቅር ጋር በቅርበት የተያያዘ ነው. ለቶፖሎጂካል ከፊል ብረታ ብረቶች በባንዱ መስቀለኛ መንገድ አቅራቢያ ያለው ተሸካሚ ተነሳሽነት ለስርዓቱ ሞገድ ተግባር ባህሪያት በጣም ስሜታዊ ነው. በቶፖሎጂካል ከፊል-ሜታሎች ላይ የሚታየው የእይታ ክስተቶች ጥናት የሥርዓተ-ጉባዔው ሁኔታ አካላዊ ባህሪያትን በተሻለ ለመረዳት ይረዳናል ፣ እና እነዚህ ተፅእኖዎች በምርታማነት ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውሉ እንደሚችሉ ይጠበቃል ።የኦፕቲካል መሳሪያዎችእና የፀሐይ ህዋሶች ንድፍ, ለወደፊቱ ተግባራዊ ሊሆኑ የሚችሉ አፕሊኬሽኖችን ያቀርባል. ለምሳሌ በዋይል ከፊል ብረት ውስጥ ፎቶን ክብ ቅርጽ ያለው የፖላራይዝድ ብርሃን መምጠጥ እሽክርክሪት እንዲሽከረከር ያደርገዋል እና የማዕዘን ሞመንተም ጥበቃን ለማሟላት በዌይል ሾጣጣ በሁለቱም በኩል ያለው የኤሌክትሮን መነቃቃት ባልተመጣጠነ ሁኔታ በክብ የፖላራይዝድ ብርሃን ስርጭት አቅጣጫ ይሰራጫል ፣ እሱም የቺሪል ምርጫ ተብሎ ይጠራል።

የቶፖሎጂካል ቁሳቁሶች የመስመር ላይ ያልሆኑ የኦፕቲካል ክስተቶች ቲዎሬቲካል ጥናት አብዛኛውን ጊዜ የቁሳቁስ መሬት ሁኔታ ባህሪያትን እና የሲሜትሪ ትንታኔን ስሌት የማጣመር ዘዴን ይቀበላል. ይሁን እንጂ ይህ ዘዴ አንዳንድ ጉድለቶች አሉት፡ በፍጥነት ቦታ እና በእውነተኛ ቦታ ላይ ያሉ የተደሰቱ ተሸካሚዎች የእውነተኛ ጊዜ ተለዋዋጭ መረጃ ይጎድለዋል፣ እና በጊዜ ከተፈታ የሙከራ መፈለጊያ ዘዴ ጋር ቀጥተኛ ንፅፅር መፍጠር አይችልም። በኤሌክትሮን-ፎኖኖች እና በፎቶን-ፎኖኖች መካከል ያለው ትስስር ሊታሰብ አይችልም. እና ይህ ለተወሰኑ የደረጃ ሽግግሮች መከሰት ወሳኝ ነው። በተጨማሪም ይህ የንድፈ ሃሳባዊ ትንተና በተዛባ ፅንሰ-ሀሳብ ላይ የተመሰረተው በጠንካራ የብርሃን መስክ ስር ያሉ አካላዊ ሂደቶችን መቋቋም አይችልም. በጊዜ-ጥገኛ ጥግግት ተግባራዊ ሞለኪውላር ዳይናሚክስ (TDDFT-MD) ማስመሰል በመጀመሪያ መርሆች ላይ የተመሰረተ ከላይ የተጠቀሱትን ችግሮች ሊፈታ ይችላል።

በቅርቡ በተመራማሪው ሜንግ ሼንግ መሪነት፣ የድህረ ዶክትሬት ተመራማሪው ጓን ሜንግቹ እና የዶክትሬት ተማሪ ዋንግ ኢን የ SF10 ቡድን የመንግስት ቁልፍ ላብራቶሪ የፊዚክስ ተቋም የፊዚክስ ተቋም የቻይና ሳይንስ አካዳሚ/የቤጂንግ ብሄራዊ የተጠናከረ ቁስ ፊዚክስ ምርምር ማዕከል ከቤጂንግ የቴክኖሎጂ ተቋም ፕሮፌሰር Sun Jiatao ጋር በመተባበር የቤጂንግ ቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት ተጠቀሙ። የማስመሰል ሶፍትዌር TDAP. በሁለተኛው ዓይነት Weyl ከፊል-ሜታል WTe2 ውስጥ ወደ ultrafast ሌዘር የኳስቲፓርቲክል ማነቃቂያ ምላሽ ባህሪያት ተመርምረዋል።

ይህ ታይቷል Weyl ነጥብ አቅራቢያ አጓጓዦች መካከል መራጭ excitation በአቶሚክ ምሕዋር ሲምሜትሪ እና የሽግግር ምርጫ ደንብ, chiral excitation ለ ከተለመደው ስፒን ምርጫ ደንብ የተለየ ነው, እና በውስጡ excitation መንገዱ ቀጥተኛ የፖላራይዝድ ብርሃን እና የፎቶን ኢነርጂ (FIG. 2) የፖላራይዜሽን አቅጣጫ በመቀየር ቁጥጥር ይቻላል.

የተሸካሚዎች ያልተመጣጠነ ማነቃቂያ በእውነተኛ ቦታ ላይ በተለያዩ አቅጣጫዎች የፎቶ ኩረሬቶችን ያነሳሳል ፣ ይህም የስርዓቱን የ interlayer ሸርተቴ አቅጣጫ እና ሲሜትሪ ይነካል ። የ WTe2 ቶፖሎጂካል ባህሪያት እንደ የዌይል ነጥቦች ብዛት እና በፍጥነት ቦታ ላይ ያለው የመለያየት ደረጃ በስርዓቱ ሲሜትሪ (ምስል 3) ላይ በጣም ጥገኛ ስለሆኑ ተሸካሚዎች asymmetric excitation በሞንተም ቦታ ላይ Weyl quastparticles መካከል ያለውን ሞመንተም ቦታ እና ተዛማጅ ለውጦች ሥርዓት ቶፖሎጂካል ባህሪያት ላይ ለውጥ ያመጣል. ስለዚህ, ጥናቱ ለፎቶቶፖሎጂካል ደረጃ ሽግግር ግልጽ የሆነ የደረጃ ንድፍ ያቀርባል (ምስል 4).

ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት በዊል ነጥብ አቅራቢያ ያለው የድምጸ ተያያዥ ሞደም መነቃቃት ትኩረት ሊሰጠው ይገባል እና የሞገድ ተግባር የአቶሚክ ምህዋር ባህሪያት መተንተን አለባቸው። የሁለቱም ተፅእኖዎች ተመሳሳይ ናቸው ነገር ግን ስልቱ ግልጽ በሆነ መልኩ የተለየ ነው, ይህም የዊል ነጥቦችን ነጠላነት ለማብራራት በንድፈ ሃሳብ መሰረት ይሰጣል. በተጨማሪም በዚህ ጥናት ውስጥ የተወሰደው የስሌት ዘዴ በአቶሚክ እና በኤሌክትሮኒካዊ ደረጃዎች ያለውን ውስብስብ መስተጋብር እና ተለዋዋጭ ባህሪያትን በጥልቀት በመረዳት ማይክሮፊዚካል አካሄዳቸውን ያሳያል እና በቶፖሎጂካል ቁሶች ላይ ቀጥተኛ ባልሆኑ የኦፕቲካል ክስተቶች ላይ ወደፊት ለሚደረጉ ጥናቶች ኃይለኛ መሳሪያ እንደሚሆን ይጠበቃል።

ውጤቶቹ በኔቸር ኮሙኒኬሽንስ መጽሔት ውስጥ ይገኛሉ. የምርምር ሥራው በብሔራዊ ቁልፍ የምርምር እና ልማት እቅድ፣ በብሔራዊ የተፈጥሮ ሳይንስ ፋውንዴሽን እና በቻይና የሳይንስ አካዳሚ ስልታዊ የሙከራ ፕሮጄክት (ምድብ ለ) የተደገፈ ነው።

ምስል.1.አ. ለዌይል ነጥቦች የቻርሊቲ ምርጫ ደንብ በአዎንታዊ የቻርሊቲ ምልክት (χ=+1) ክብ በፖላራይዝድ ብርሃን; በአቶሚክ ምህዋር ሲምሜትሪ ምክንያት በዋይል ነጥብ ለ. χ=+1 በመስመር ላይ የፖላራይዝድ ብርሃን

ምስል 2. የአቶሚክ መዋቅር ንድፍ, Td-WTe2; ለ. በፌርሚ ወለል አቅራቢያ የባንድ መዋቅር; (ሐ) የአቶሚክ ምህዋሮች ባንድ መዋቅር እና አንጻራዊ አስተዋጽዖዎች በብሪሎዊን ክልል ውስጥ በከፍተኛ ሲሚሜትሪክ መስመሮች ተሰራጭተዋል፣ ቀስቶች (1) እና (2) እንደቅደም ተከተላቸው ከዋይል ነጥቦች አቅራቢያ ወይም ርቀው መነሳሳትን ይወክላሉ። መ. በጋማ-ኤክስ አቅጣጫ የባንድ መዋቅር ማጉላት

FIG.3.ab: ወደ ክሪስታል A-ዘንግ እና B-ዘንግ በመሆን መስመራዊ ከፖላራይዝድ ብርሃን polarization አቅጣጫ ያለውን አንጻራዊ interlayer እንቅስቃሴ, እና ተጓዳኝ እንቅስቃሴ ሁነታ ይገለጻል; ሐ. በቲዎሬቲካል ማስመሰል እና በሙከራ ምልከታ መካከል ማወዳደር; ደ፡ የስርአቱ ሲምሜትሪ ዝግመተ ለውጥ እና በ kz=0 አውሮፕላን ውስጥ ያሉት ሁለቱ የቅርብ የዋይል ነጥቦች አቀማመጥ፣ ቁጥር እና የመለያየት ደረጃ

ምስል 4. የፎቶቶፖሎጂካል ደረጃ ሽግግር በTd-WTe2 ለመስመር የፖላራይዝድ ብርሃን የፎቶን ኢነርጂ (?) ω) እና የፖላራይዜሽን አቅጣጫ (θ) ጥገኛ ደረጃ ዲያግራም