美國陸軍作戰能力發展司令部陸軍研究實驗室Blair C. Connelly通過在具有減少晶體孿晶外延生長的Bi2Se3中使用太赫茲光譜觀察具有三重旋轉對稱性的螺旋光電流,并為拓撲絕緣體(TI)中強圓形光子拖曳效應(PDE)提供了證據。
本文要點:
1) 作者確定了孿晶疇如何引入晶體結構中固有的競爭非線性光學(NLO)響應,并通過引入寄生鏡像對稱性來掩蓋幾何敏感的光學過程。最小化孿晶缺陷具有強的NLO響應電流,其大小和方向取決于激發與晶體軸的排列,并遵循晶體的三重旋轉對稱性。
2) 此外,左/右旋圓偏振螺旋光反向產生的光電流保持很強的方位角依賴性。這一結果歸因于圓形PDE,其中光子動量在實驗室中施加面內場。該結果對于揭示耦合拓撲順序和晶體對稱性的隱藏現象至關重要。
Blair C. Connelly et.al Emergence of threefold symmetric helical photocurrents in epitaxial low twinned Bi2Se3 PNAS 2024
DOI: 10.1073/pnas.2307425121
https://doi.org/10.1073/pnas.2307425121