論文の概要: Fresnel-Floquet theory of light-induced terahertz reflectivity amplification in Ta2NiSe5

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.08851v1
• Date: Mon, 18 Jul 2022 18:02:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-04 15:31:16.035055
• Title: Fresnel-Floquet theory of light-induced terahertz reflectivity amplification in Ta2NiSe5
• Title（参考訳）: Ta2NiSe5における光誘起テラヘルツ反射率増幅のフレネル・フロケ理論
• Authors: Marios Michael, Sheikh Rubaiat Ul Haque, Lukas Windgaetter, Simone Latini, Yuan Zhang, Angel Rubio, Richard D. Averitt, Eugene Demler
• Abstract要約: 電子光励起後、電子-フォノンカップリングがTHzパラメトリック増幅に繋がることを示した。 電子バンド構造に優先的に結合した4.7 THzの赤外線アクティブフォノンを同定する。 我々の理論は、励起されたTa2NiSe5が利得媒質であり、THz通信アプリケーションでTHz増幅器を作成するのに使用できることを示唆している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.151967599079972
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We theoretically investigate a new pathway for terahertz parametric amplification, initiated by above-gap optical excitation in the candidate excitonic insulator Ta2NiSe5. We show that after electron photoexcitation, electron-phonon coupling can lead to THz parametric amplification, mediated by squeezed oscillations of the strongly coupled phonon. The developed theory is supported by experimental results on Ta2NiSe5 where photoexcitation with short pulses leads to enhanced terahertz reflectivity. We explain the key mechanism leading to parametric amplification in terms of a simplified Hamiltonian and demonstrate the validity of the simplified model in Ta2NiSe5 using DFT ab-initio calculations. We identify a unique 4.7 THz infrared active phonon that is preferentially coupled to the electronic bandstructure, providing a dominant contribution to the low frequency terahertz amplification. Moreover, we show that the electron-phonon coupling is strongly dependent on the order parameter. Our theory suggests that the pumped Ta2NiSe5 is a gain medium which can be used to create THz amplifiers in THz communication applications.
• Abstract（参考訳）: 理論上, テラヘルツパラメトリック増幅のための新しい経路を, 候補励起子ta2nise5における上ギャップ光励起により開始する。 電子光励起後、電子-フォノンカップリングは、強結合フォノンの圧縮振動によって媒介されるthzパラメトリック増幅に繋がる。 この理論は、短いパルスによる光励起がテラヘルツ反射率を高めるTa2NiSe5の実験結果によって支持されている。 DFT ab-initio 計算を用いて, 単純化されたハミルトニアンによるパラメトリック増幅の鍵機構を説明し, Ta2NiSe5 における簡易モデルの妥当性を示す。 我々は、電子バンド構造に優先的に結合する4.7thz赤外線アクティブフォノンを同定し、低周波テラヘルツ増幅に大きく寄与する。 さらに,電子-フォノン結合は秩序パラメータに強く依存していることを示す。 我々の理論は、励起されたTa2NiSe5は、THz通信アプリケーションでTHz増幅器を作成するために使用できるゲイン媒体であることを示している。

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