第二類外爾半金屬鉭銥碲因其貝裡曲率引起的位移電流增强,在中紅外波段響應度大幅提高,具備極高的光電探測應用潜力,同時其各向異性的晶體結構使它具有各向異性的光學及電學性質,使得它成為未來新型及高性能電子、光電器件的理想資料。囙此,研究鉭銥碲光激發熱載流子的動態演化過程以及其導致的鉭銥碲各向異性特性的改變對於鉭銥碲未來在强場條件下的應用與偏振分辨相關的應用是至關重要的。
最近,北京大學量子資料中心孫棟研究員的超快光譜課題組在《光:科學與應用》上發表了題為“Dynamical Evolution of Anisotropic Response of Type-II Weyl Semimetal TaIrTe4under Ultrafast Photoexcitation”的文章,利用偏振角度分辨暫態反射光譜對鉭銥碲在光激發下各向異性性質的動態演化過程進行了系統的研究。實驗的樣品來自於南洋理工大學的劉政課題組,中科院物理所的劉淼課題組提供了能帶結構和非平衡態溫度的計算。實驗結果顯示,受到光激發產生的熱載流子影響,鉭銥碲的光電導橢球被壓縮,隨後各項同性地弛豫到初始狀態。這一動力學過程與二維半導體材料黑磷相似,不同之處是黑磷在光激發下光電到橢球被拉伸。存在通過結合兩類資料實現各向異性可控電子和光電器件的潜力。
圖(a)偏振角分辨暫態反射光譜實驗示意圖。(b)不同探測光偏振下的暫態反射光譜(c)光導率橢球在受到光激發後的動態演化過程。
該工作為未來基於鉭銥碲的電子和光電器件在强場工作環境下及光電器件在光輻射下的角度敏感工作特性提供了器件物理支持。論文於2021年5月14日線上發表於《光:科學與應用》:https://www.nature.com/articles/s41377-021-00546-1。孫棟課題組的博士生卓笑為文章的第一作者,孫棟研究員為文章的通信作者,。
上述研究得到國家重點研發計畫、國家自然科學基金、北京自然科學基金及中國博士後創新人才支持計畫的支持。
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