د لیزرونو لخوا کنټرول شوي وییل کواسی پارټیکل د الټرا فاسټ حرکت مطالعې کې پرمختګ شوی

د وییل نیمه ذراتو د الټرا فاسټ حرکت په مطالعه کې پرمختګ شویلیزرونه

په دې وروستیو کلونو کې، د توپولوژیکي کوانټم حالتونو او ټوپولوژیکي کوانټم موادو نظري او تجربوي څیړنه د کنډسډ مادو فزیک په ساحه کې یوه ګرمه موضوع ګرځیدلې. د مادې طبقه بندي د یوې نوې مفکورې په توګه، توپولوژیکي نظم، لکه سمیټري، د تودوخې موادو فزیک کې یو بنسټیز مفهوم دی. د ټوپولوژي ژوره پوهه د تودوخې موادو فزیک کې د بنسټیزو ستونزو سره تړاو لري، لکه د بنسټیز بریښنایی جوړښت.کوانټم پړاوونه، د کوانټم پړاو لیږدونه او د کوانټم مرحلو کې د ډیری متحرک عناصرو جوش. په توپولوژیکي موادو کې، د آزادۍ د ډیری درجو ترمنځ جوړه کول، لکه الکترون، فونون او سپن، د مادي ملکیتونو په پوهیدو او تنظیم کولو کې پریکړه کونکي رول لوبوي. د رڼا هڅونه د مختلفو تعاملاتو تر مینځ توپیر کولو او د مادې حالت اداره کولو لپاره کارول کیدی شي، او بیا د موادو د بنسټیزو فزیکي ملکیتونو، د جوړښتي پړاو لیږد، او نوي کوانټم حالتونو په اړه معلومات ترلاسه کیدی شي. په اوس وخت کې، د روښنايي ساحې او د دوی د مایکروسکوپي اټومي جوړښت او بریښنایی ملکیتونو لخوا پرمخ وړل شوي ټوپولوژیکي موادو د میکروسکوپیک چلند ترمنځ اړیکه د څیړنې هدف ګرځیدلی.

د توپولوژیکي موادو عکس الیکٹرک غبرګون چلند د دې مایکروسکوپیک 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 سره 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 په تولید کې وکارول شي.نظری وسایلاو د لمریز حجرو ډیزاین، په راتلونکي کې احتمالي عملي غوښتنلیکونه چمتو کوي. د مثال په توګه، په Weyl نیمه فلز کې، د ګردي قطبي رڼا د فوټون جذب کول به د سپن د فلپ لامل شي، او د زاویې حرکت د ساتنې لپاره، د ویل شنک په دواړو خواوو کې د الکترون جوش به په غیر متناسب ډول ویشل کیږي. د ګردي قطبي رڼا د تکثیر لوري ته، چې د چایرال انتخاب قاعده بلل کیږي (شکل 1).

د توپولوژیکي موادو د غیر خطي نظري پدیدې نظري مطالعه معمولا د مادي ځمکني حالت ملکیتونو محاسبه او سمیټري تحلیل سره یوځای کولو میتود غوره کوي. په هرصورت، دا طریقه ځینې نیمګړتیاوې لري: دا د حرکت ځای او ریښتینې ځای کې د هڅوونکي کیریرونو ریښتیني وخت متحرک معلومات نلري، او دا نشي کولی د وخت حل شوي تجربوي کشف میتود سره مستقیم پرتله کړي. د الکترون فونونونو او فوټون فونونونو تر منځ جوړه په پام کې نه نیول کیږي. او دا د ځانګړو پړاوونو لیږدونو لپاره خورا مهم دی. برسېره پر دې، دا نظري تحلیل د ګډوډۍ تیوري پراساس نشي کولی د قوي رڼا ساحې لاندې فزیکي پروسو سره معامله وکړي. د وخت پورې تړلي کثافت فعال مالیکولر متحرکات (TDDFT-MD) د لومړي اصولو پراساس سمول کولی شي پورته ستونزې حل کړي.

په دې وروستيو کې د چين د علومو اکاډمۍ د فزیک د انستيتوت د سطحي فزيک د دولتي کليدي لابراتوار د SF10 ګروپ د ډاکټرانو پوسټ څېړونکي ګوان مينګ سو او د دوکتورا محصل وانګ اين د څېړونکي مينګ شينګ تر لارښوونې لاندې / د متمرکزې مادې لپاره د بېجينګ ملي څېړنيز مرکز فزیک، د بیجینګ د ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ پروفیسور سن جیاتاو سره په همکارۍ، دوی د ځان پرمختللی خوشحاله دولتي ډینامیک سمولیشن سافټویر TDAP کارولی. د دوهم ډول Weyl نیم فلزي WTe2 کې د الټرا فاسټ لیزر ته د کواسټیپټیکل جوش غبرګون ځانګړتیاوې څیړل شوي.

دا وښودل شوه چې د وییل نقطې ته نږدې د کیریرونو انتخابي حوصلې د اتومي مدار سمیټري او د لیږد انتخاب قاعدې لخوا ټاکل کیږي، کوم چې د کیریل جوش لپاره د معمول سپن انتخاب قاعدې څخه توپیر لري، او د هغې د هڅونې لاره د قطبي لوري په بدلولو سره کنټرول کیدی شي. د خطي قطبي رڼا او فوټون انرژي (انځور 2).

د کیریرونو غیر متناسب جوش په ریښتیني ځای کې په بیلابیلو لارښوونو کې فوټوکورینټ هڅوي ، کوم چې د سیسټم انټر لیر سلیپ سمت او همغږي اغیزه کوي. څرنګه چې د WTe2 توپولوژیکي ملکیتونه، لکه د وییل پوائنټونو شمیر او د حرکت په ځای کې د جلا کولو درجې، د سیسټم په توازن پورې اړه لري (شکل 3)، د کیریرونو غیر متناسب جوش به د وییل مختلف چلند رامینځته کړي. د حرکت په ځای کې quastiparticles او د سیسټم په توپولوژیکي ملکیتونو کې ورته بدلونونه. په دې توګه، څیړنه د فوتوټوپولوژیکي پړاو لیږد لپاره د روښانه پړاو ډیاګرام چمتو کوي (شکل 4).

پایلې ښیې چې د وییل نقطې ته نږدې د کیریر اکسیټیشن کیریلیت ته باید پاملرنه وشي ، او د څپې فعالیت اټومي مداري ملکیتونه باید تحلیل شي. د دواړو اغیزې سره ورته دي مګر میکانیزم په ښکاره ډول توپیر لري، کوم چې د وییل ټکو د واحدیت تشریح کولو لپاره نظري اساس چمتو کوي. برسېره پردې، په دې څیړنه کې منل شوي کمپیوټري میتود کولی شي په خورا ګړندۍ وخت کې د اټومي او بریښنایی کچو پیچلي تعاملات او متحرک چلندونه په ژوره توګه درک کړي، د دوی مایکرو فزیک میکانیزمونه ښکاره کړي، او تمه کیږي چې د راتلونکي څیړنې لپاره یو پیاوړی وسیله وي. په توپولوژیکي موادو کې غیر خطي نظری پدیده.

پایلې د نیچر کمیونیکیشن ژورنال کې دي. د څیړنې کار د ملي کلیدي څیړنې او پراختیا پلان، د طبیعي علومو ملي بنسټ او د چین د علومو اکاډمۍ د ستراتیژیک ازمایښتي پروژې (B کټګورۍ) لخوا ملاتړ کیږي.

FIG.1.a. د وییل پوائنټونو لپاره د چایرایت انتخاب قاعده د مثبت چایرالټي نښه (χ=+1) سره د ګردي قطبي رڼا لاندې؛ د وییل نقطه ب کې د اتومیک مدار سمیټري له امله انتخابي جوش. χ=+1 په آنلاین قطبي رڼا کې

انځر 2. د اټومی جوړښت ډیاګرام a, Td-WTe2؛ ب. د فرمي سطحې ته نږدې د بند جوړښت؛ (c) د بند جوړښت او د اتومي مدارونو نسبي ونډې چې د برلوین په سیمه کې د لوړ سمیټریک لینونو سره ویشل شوي، تیر (1) او (2) په ترتیب سره د ویل پوائنټونو ته نږدې یا لرې د جوش څرګندونه کوي؛ d. د Gamma-X لوري په اوږدو کې د بند جوړښت پراخول

FIG.3.ab: د کرسټال د A-محور او B-محور په اوږدو کې د خطي قطبي رڼا قطبي اړخ نسبي انترپرت حرکت، او د ورته حرکت حالت انځور شوی؛ ج. د نظري تخیل او تجربوي کتنو ترمنځ پرتله کول؛ de: د سیسټم سمیټري تحول او په kz = 0 الوتکه کې د دوه نږدې وییل نقطو د جلا کولو موقعیت، شمیر او درجې

انځر 4. په Td-WTe2 کې د فوتوټوپولوژیک پړاو لیږد د خطي قطبي رڼا فوټون انرژي (؟) ω) او د قطبي کولو سمت (θ) پورې تړلي مرحلې ډیاګرام لپاره