上海交大Nature: 量子材料中电子维度的光学操纵

第一作者：Shaofeng Duan, Yun Cheng

通讯作者：Dao Xiang，Wentao Zhang

通讯单位：上海交通大学

通过将电子态限制在二维中，可以在量子材料中实现奇异现象。例如，相对论费米子是在单层碳原子中实现的，量子化霍尔效应可以由二维 (2D) 体系产生，并且单原子层材料中的超导转变温度可以显着提高。通常，可以通过剥离层状材料、在基板上生长单层材料或在不同材料之间建立界面来获得二维电子体系。最近，上海交通大学Dao Xiang和Wentao Zhang等人在国际知名期刊“Nature"发表题为“Optical manipulation of electronic dimensionality in a quantum material”的研究论文。在这里，他们使用飞秒红外激光脉冲在三维 (3D) 电荷密度波材料 (1T-TiSe2) 中分段反转周期性晶格畸变，从而创建具有不寻常特性的瞬态二维有序电子态的宏观畴壁。相应的超快电子和晶格动力学通过时间分辨和角度分辨光电子能谱以及兆电子伏级能量的超快电子衍射捕获。此外，在表面附近的光致二维畴壁中，他们确定了一个具有增强的态密度和费米能量附近能隙潜在开放特征的相。这种原子运动的光学调制是实现二维电子态的另一种途径，并且将是一个有用的平台，可以在其上发现量子材料中的新相。

图1：TiSe2 中的时间分辨电子结构和电子衍射图

图2：实验和模拟电子结构和 PLD 动力学

图3：光致畴壁

图4：泵诱导畴壁中的能隙

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03643-8

论文主要通讯作者主页：

https://www.physics.sjtu.edu.cn/wentaozhang