論文の概要: Ab-initio Simulations of Coherent Phonon-Induced Pumping of Carriers in
Zirconium Pentatelluride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.08449v2
- Date: Mon, 28 Aug 2023 15:28:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-30 00:05:56.713981
- Title: Ab-initio Simulations of Coherent Phonon-Induced Pumping of Carriers in
Zirconium Pentatelluride
- Title(参考訳): zirconium pentatellurideにおけるコヒーレントフォノンによる担体ポンピングのアブイニティシミュレーション
- Authors: Tao Jiang, Peter P. Orth, Liang Luo, Lin-Lin Wang, Feng Zhang,
Cai-Zhuang Wang, Jin Zhao, Kai-Ming Ho, Jigang Wang, and Yong-Xin Yao
- Abstract要約: 我々は、コヒーレントな$A_text1g$ラマンモード変調が、キャリアをバンドギャップを越えて効果的にポンプすることを示した。
ブリュアンゾーン中心の狭い領域におけるブロッホ電子のLandau-Zener-St"uckelbergトンネルによって生じるこの効果の顕微鏡的メカニズムを明らかにする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.482601299938173
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Laser-driven coherent phonons can act as modulated strain fields and modify
the adiabatic ground state topology of quantum materials. Here we use
time-dependent first-principles and effective model calculations to simulate
the effect of the coherent phonon induced by strong terahertz electric field on
electronic carriers in the topological insulator ZrTe$_5$. We show that a
coherent $A_\text{1g}$ Raman mode modulation can effectively pump carriers
across the band gap, even though the phonon energy is about an order of
magnitude smaller than the equilibrium band gap. We reveal the microscopic
mechanism of this effect which occurs via Landau-Zener-St\"uckelberg tunneling
of Bloch electrons in a narrow region in the Brillouin zone center where the
transient energy gap closes when the system switches from strong to weak
topological insulator. The quantum dynamics simulation results are in excellent
agreement with recent pump-probe experiments in ZrTe$_5$ at low temperature.
- Abstract(参考訳): レーザー駆動コヒーレントフォノンは変調ひずみ場として作用し、量子物質の断熱基底状態トポロジーを変化させることができる。
ここでは,位相絶縁体zrte$_5$の電子キャリアに対する強いテラヘルツ電界によるコヒーレントフォノンの効果をシミュレーションするために,時間依存第一原理と効果的なモデル計算を用いる。
等価な$A_\text{1g}$ Ramanモード変調は, フォノンエネルギーが平衡バンドギャップよりも約1桁小さいにもかかわらず, キャリアをバンドギャップを越えて効果的にポンプできることを示す。
ブリュアンゾーン中心の狭い領域において,Bloch電子のLandau-Zener-St\"uckelbergトンネルによって生じるこの効果の顕微鏡的メカニズムを明らかにする。
量子力学シミュレーションの結果はZrTe$_5$の最近のポンププローブ実験と低温での良好な一致を示した。
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