Weyl半金屬材料表現(xiàn)出驚人的非線性光學(xué)響應(yīng)
任何先前的理論都未曾預(yù)計(jì)到,反響會(huì)如此巨大!科學(xué)家們用光脈沖“戳”三個(gè)晶體。出乎意料的是,這些晶體顯示了已知晶體中最大的非線性光學(xué)響應(yīng)。這種響應(yīng)是大量不同顏色的光,這些產(chǎn)生的不同顏色的光的頻率是光脈沖兩倍。這些晶體是一種稱為Weyl半金屬材料的新一類材料的成員。 存在于特定半金屬材料中的難以捉摸的獨(dú)特狀態(tài)稱為Weyl費(fèi)米子。半金屬材料像金屬一樣傳導(dǎo)電能,但具有類似絕緣體的其他屬性。 Weyl 半金屬材料具有受底層晶體對(duì)稱性強(qiáng)烈影響的電子狀態(tài)。Weyl半金屬材料的這個(gè)特定的子集顯示出巨大的非線性光學(xué)響應(yīng),這是由于電子態(tài)的極端彎曲(或曲率)引起的。圖像描繪了這個(gè)曲率,最強(qiáng)的正面和負(fù)面響應(yīng)位置分別是紅色和紫色表示。曲率中的特征可見于稱為Weyl節(jié)點(diǎn)的特殊點(diǎn)附近。(圖片來源:勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室) 這項(xiàng)工作發(fā)表在Nature Physics上(“Giant anisotropic nonlinear optical response in transition metal monopnictide Weyl semimetals”)。這項(xiàng)工作挑戰(zhàn)了我們對(duì)Weyl 半金屬材料光學(xué)響應(yīng)的理解。 科學(xué)家們預(yù)計(jì)光脈沖會(huì)產(chǎn)生兩倍頻率的不同顏色的光,但并未預(yù)計(jì)到會(huì)產(chǎn)生如此巨大的響應(yīng)。這個(gè)巨大的反應(yīng)的起源是未知的! 這項(xiàng)研究已經(jīng)在促進(jìn)有關(guān)這些反應(yīng)的基礎(chǔ)新理論的發(fā)展。這些材料對(duì)于穿透傳感器,夜視鏡和其他設(shè)備是有前景的。 Weyl費(fèi)米子是一種在高能物理實(shí)驗(yàn)中預(yù)測(cè)能觀察到但尚未觀察到的新粒子。然而,科學(xué)家最近在一組獨(dú)特的半金屬材料中觀察到這些粒子作為一種突現(xiàn)性質(zhì)出現(xiàn)。 最近的研究表明,Weyl半金屬材料表現(xiàn)出意想不到的強(qiáng)的非線性光學(xué)響應(yīng)。這種響應(yīng)產(chǎn)生了在任何已知晶體中最大的光學(xué)二次諧波產(chǎn)生效應(yīng)。 |