拓扑半金属MoP中超快圆偏振光产生和调控光生热电流

来源 :中国科学院大学(中国科学院物理研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:tjpu0510420215
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超快激光可以用来产生和调控拓扑量子材料中的拓扑相变和自旋极化电流。这些光诱导产生的新奇物性源于材料中受到体系对称性保护的线性色散能带结构的简并节点。作为一种同时具有两重和三重简并节点的拓扑半金属,磷化钼(Mo P)是一类非常独特的拓扑半金属体系。我们初步探索了三重简并拓扑半金属晶体Mo P中产生自旋极化电流和奇异的光学响应。设计并搭建了以圆偏振光产生并调控光电流的实验装置。首先采用该装置成功地在拓扑绝缘体Bi2Se3中产生了光电流,与国际上已报道的实验结果对比很好,证明了实验装置的可行性和可靠性。进而对Mo P进行了同样的光电流产生与调控实验,采用400 nm的圆偏振超快激光脉冲,在样品不同位置成功观测到了电流信号,分析认为其为热电流,不是与三重简并拓扑特性相关的光电流。这为未来进一步产生和调控光电流提供了重要的研究基础,对于研究普遍的拓扑量子材料的光电流效应具有可借鉴的意义。本论文第一部分内容为拓扑绝缘体Bi2Se3单晶的光电流探测实验,在实验中所观测到的信号受到λ/4波片调控,成功探测到了光电流信号。实验结果与国际上已经发表工作相符,说明了实验方法的有效性和可行性。本论文第二部分内容为分别采用波长800 nm和400 nm的激光对三重简并拓扑半金属Mo P进行光电流实验。实验中在两个对称位置所测得的电流强度相同,说明电流信号是激光照射造成的样品温度梯度,进而引起的热电流。并进一步详细分析了没有产生光电流的原因,为下一步在Mo P中产生和调控光电流信号提供了重要的实验基础。本论文第三部分内容为偏振依赖的光电流实验装置的设计和搭建。实验中脉冲激光先后通过偏振片和λ/4波片产生圆偏振光,旋转λ/4波片得到偏振依赖的周期为“左旋圆偏振光-线偏振光-右旋圆偏振光”,进而调控和产生光电流。自行编写的程序成功的将软件和硬件结合,提高系统自动化程度和精密程度,为得到高质量可靠数据提供实验保障。
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