د ویل کواسیپارټیکلونو د الټرا فاسټ حرکت په مطالعه کې پرمختګ شوی چې د لخوا کنټرول کیږيلیزرونه
په دې وروستیو کلونو کې، د توپولوژیکي کوانټم حالتونو او توپولوژیکي کوانټم موادو په اړه تیوریکي او تجربوي څیړنه د متمرکز مادې فزیک په ډګر کې یوه ګرمه موضوع ګرځیدلې ده. د مادې د طبقه بندي د یوې نوې مفکورې په توګه، د توپوهنې ترتیب، لکه د توازن په څیر، د متمرکز مادې فزیک کې یو بنسټیز مفهوم دی. د ټوپولوژي ژوره پوهه د متمرکز مادې فزیک کې د بنسټیزو ستونزو سره تړاو لري، لکه د اساسي بریښنایی جوړښت.کوانټم پړاوونه، د کوانټم مرحلو کې د ډیری غیر متحرک عناصرو د کوانټم مرحلو لیږد او هڅونه. په ټوپولوژیکي موادو کې، د آزادۍ د ډیری درجو ترمنځ یوځای کول، لکه الکترون، فونون او سپن، د موادو د ملکیتونو په پوهیدو او تنظیم کولو کې پریکړه کونکی رول لوبوي. د رڼا هڅونه د مختلفو تعاملاتو ترمنځ توپیر کولو او د مادې حالت اداره کولو لپاره کارول کیدی شي، او بیا د موادو د بنسټیزو فزیکي ملکیتونو، ساختماني مرحلو لیږدونو، او نوي کوانټم حالتونو په اړه معلومات ترلاسه کیدی شي. په اوس وخت کې، د رڼا ساحې لخوا پرمخ وړل شوي د ټوپولوژیکي موادو میکروسکوپي چلند او د دوی مایکروسکوپي اټومي جوړښت او بریښنایی ملکیتونو ترمنځ اړیکه د څیړنې هدف ګرځیدلی.
د توپولوژیکي موادو د فوتو الیکټریک غبرګون چلند د هغې مایکروسکوپي بریښنایی جوړښت سره نږدې تړاو لري. د توپولوژیکي نیمه فلزاتو لپاره، د بانډ تقاطع ته نږدې د کیریر جوش د سیسټم د څپې فعالیت ځانګړتیاو ته خورا حساس دی. په توپولوژیکي نیمه فلزاتو کې د غیر خطي نظري پدیدې مطالعه کولی شي موږ سره د سیسټم د هڅول شوي حالتونو فزیکي ملکیتونو په ښه پوهیدو کې مرسته وکړي، او تمه کیږي چې دا اغیزې د تولید په برخه کې وکارول شي.نظري وسایلاو د لمریز حجرو ډیزاین، چې په راتلونکي کې احتمالي عملي غوښتنلیکونه چمتو کوي. د مثال په توګه، په ویل نیمه فلز کې، د ګرد قطبي رڼا د فوټون جذب کول به د سپن د بدلیدو لامل شي، او د زاویې حرکت د ساتنې د پوره کولو لپاره، د ویل مخروط په دواړو خواوو کې د الکترون جوش به په غیر متناسب ډول د ګرد قطبي رڼا د تکثیر په لور وویشل شي، کوم چې د چیرال انتخاب قاعده (شکل 1) بلل کیږي.
د توپولوژیکي موادو د غیر خطي نظري پدیدې تیوریکي مطالعه معمولا د موادو د ځمکې حالت ملکیتونو محاسبې او د توازن تحلیل یوځای کولو میتود غوره کوي. په هرصورت، دا طریقه ځینې نیمګړتیاوې لري: دا د حرکت ځای او ریښتینې فضا کې د هڅول شوي کیریرونو ریښتیني وخت متحرک معلومات نلري، او دا نشي کولی د وخت حل شوي تجربوي کشف میتود سره مستقیم پرتله کول رامینځته کړي. د الکترون-فونونونو او فوټون-فونونونو ترمنځ اړیکه په پام کې نیول کیدی نشي. او دا د ځینې مرحلو لیږدونو د رامینځته کیدو لپاره خورا مهم دی. سربیره پردې، دا تیوریکي تحلیل د ګډوډۍ تیوري پراساس نشي کولی د قوي رڼا ساحې لاندې فزیکي پروسو سره معامله وکړي. د لومړي اصولو پراساس د وخت پورې تړلي کثافت فعال مالیکولر متحرکات (TDDFT-MD) سمولیشن کولی شي پورته ستونزې حل کړي.
په دې وروستیو کې، د چین د علومو اکاډمۍ / د بیجینګ د متمرکز مادې فزیک د ملي څیړنې مرکز د فزیک د انستیتوت د سطحې فزیک د دولتي کلیدي لابراتوار د SF10 ګروپ د څیړونکي مینګ شینګ، پوسټ دوکتورا څیړونکي ګوان مینګشو او د دوکتورا زده کونکي وانګ این تر لارښوونې لاندې، دوی د بیجینګ د ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ د پروفیسور سن جیاتاو سره په همکارۍ، د ځان جوړ شوي جوش شوي حالت متحرک سمولیشن سافټویر TDAP څخه کار واخیست. د ویل نیمه فلزي WTe2 په دوهم ډول کې د الټرا فاسټ لیزر ته د کواسټی پارټیکل جوش غبرګون ځانګړتیاوې څیړل کیږي.
دا ښودل شوي چې د ویل نقطې ته نږدې د کیریرونو انتخابي جوش د اټومي مدار توازن او د لیږد انتخاب قاعدې لخوا ټاکل کیږي، کوم چې د چیرال جوش لپاره د معمول سپن انتخاب قاعدې څخه توپیر لري، او د هغې د جوش لاره د خطي قطبي شوي رڼا او فوټون انرژي د قطبي کولو لوري بدلولو سره کنټرول کیدی شي (شکل 2).
د کیریرانو غیر متناسب جوش په ریښتیني فضا کې په مختلفو لارښوونو کې فوتوکرنټ هڅوي، کوم چې د سیسټم د انټرپریر سلیپ سمت او توازن اغیزه کوي. څرنګه چې د WTe2 ټوپولوژیکي ملکیتونه، لکه د ویل نقطو شمیر او د حرکت ځای کې د جلا کیدو کچه، د سیسټم په توازن پورې اړه لري (شکل 3)، د کیریرانو غیر متناسب جوش به د حرکت ځای کې د ویل کواسټیپارټیکل مختلف چلند او د سیسټم په توپولوژیکي ملکیتونو کې ورته بدلونونه راولي. په دې توګه، مطالعه د فوتوټوپولوژیکي مرحلو لیږدونو لپاره یو روښانه مرحله ډیاګرام چمتو کوي (شکل 4).
پایلې ښیي چې د ویل نقطې ته نږدې د کیریر جوش کیرالټي ته باید پاملرنه وشي، او د څپې فعالیت اټومي مداري ملکیتونه باید تحلیل شي. د دواړو اغیزې ورته دي مګر میکانیزم په څرګنده توګه توپیر لري، کوم چې د ویل نقطو واحدیت تشریح کولو لپاره نظري اساس چمتو کوي. سربیره پردې، پدې څیړنه کې منل شوی محاسباتي میتود کولی شي په خورا ګړندي وخت پیمانه کې په اټومي او بریښنایی کچو کې پیچلي تعاملات او متحرک چلندونه په ژوره توګه درک کړي، د دوی مایکروفیزیک میکانیزمونه څرګند کړي، او تمه کیږي چې د توپولوژیکي موادو کې د غیر خطي نظري پدیدې په اړه د راتلونکي څیړنې لپاره یو پیاوړی وسیله وي.
پایلې یې د نیچر کمیونیکیشنز په ژورنال کې دي. د څیړنې کار د ملي کلیدي څیړنې او پراختیا پلان، د ملي طبیعي علومو بنسټ او د چین د علومو اکاډمۍ د ستراتیژیک پیلوټ پروژې (کټګورۍ B) لخوا ملاتړ کیږي.
شکل ۱. الف. د وایل نقطو لپاره د چیرالټي انتخاب قاعده چې د ګرد قطبي رڼا لاندې مثبت چیرالټي نښه (χ=+1) لري؛ د b په وایل نقطه کې د اټومي مداري توازن له امله انتخابي هڅونه. په آنلاین قطبي رڼا کې χ=+1
شکل ۲. د a، Td-WTe2 اټومي جوړښت ډیاګرام؛ ب. د فرمي سطحې ته نږدې د بانډ جوړښت؛ (ج) د بانډ جوړښت او د اټومي مدارونو نسبي ونډې چې د بریلوین سیمه کې د لوړ متوازن کرښو په اوږدو کې ویشل شوي، تیرونه (۱) او (۲) په ترتیب سره د ویل نقطو ته نږدې یا لرې جوش څرګندوي؛ د. د ګاما-X لوري په اوږدو کې د بانډ جوړښت پراخول
شکل ۳.ab: د کرسټال د A-محور او B-محور په اوږدو کې د خطي قطبي شوي رڼا قطبي کولو لوري نسبي انټرپریر حرکت، او د اړونده حرکت حالت ښودل شوی؛ ج. د تیوریکي سمولیشن او تجربوي مشاهدې ترمنځ پرتله کول؛ de: د سیسټم د همغږۍ ارتقا او د kz=0 په الوتکه کې د دوو نږدې ویل نقطو موقعیت، شمیر او د جلا کیدو درجې.
شکل ۴. د خطي قطبي شوي رڼا فوټون انرژي (?) ω) او قطبي کیدو لوري (θ) پورې تړلي مرحله ډیاګرام لپاره په Td-WTe2 کې د فوتوټوپولوژیکي مرحلې لیږد
د پوسټ وخت: سپتمبر-۲۵-۲۰۲۳