論文の概要: TR-ARPES Signal in Pumped Semiconductors within Dynamical Projective Operatorial Approach (DPOA)

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.01244v2
• Date: Wed, 18 Sep 2024 09:45:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-19 23:57:01.080474
• Title: TR-ARPES Signal in Pumped Semiconductors within Dynamical Projective Operatorial Approach (DPOA)
• Title（参考訳）: 動的射影演算(DPOA)における励起半導体中のTR-ARPES信号
• Authors: Amir Eskandari-asl, Adolfo Avella,
• Abstract要約: 変動散逸定理の非平衡版を得ることが可能であることを示す。 単光子共鳴と多光子共鳴の強度を評価するためのプロトコルを提案する。 また, TR-ARPES信号のプローブパルス特性に対する依存性について詳細に検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this manuscript, after discussing in detail the internals of our recently developed method, the dynamical projective operatorial approach (DPOA), we provide the framework to apply this method to pumped semiconductor lattice systems and, in particular, to study and analyze their electronic excitations and TR-ARPES signal. The expressions for relevant out-of-equilibrium Green's functions and TR-ARPES signal are given within the DPOA framework and, defining a retarded TR-ARPES signal, it is shown that it is possible to obtain an out-of-equilibrium version of the fluctuation-dissipation theorem. We clarify how single- and multi-photon resonances, rigid shifts, band dressings, and different types of sidebands emerge in the TR-ARPES signal. We also propose protocols for evaluating the strength of single- and multi-photon resonances and for assigning the residual excited electronic population at each crystal momentum and band to a specific excitation process. Hamiltonians, where intra- and inter-band transitions are selectively inhibited, are defined and used to analyze the effects on the TR-ARPES signal and the residual electronic excited population. Three relevant cases of light-matter coupling are examined within the dipole gauge: only a local dipole, only the Peierls substitution in the hopping term, and both terms at once. The transient and residual pump effects are studied in detail, including the consequences of the lattice symmetries at different crystal momenta on the TR-ARPES signal. A detailed study of the dependence of the TR-ARPES signal on the probe-pulse characteristics is also reported. To provide a guideline for understanding the complex effects and interplays and the variety of possible physical phenomena without being limited by the characteristics of a single particular real material, we have chosen to study a prototypical pumped two-band semiconductor lattice system.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, この手法を半導体格子系に応用するための動的射影演算法(DPOA)と, 特にその電子励起とTR-ARPES信号について詳細に検討し, 解析する枠組みについて述べる。 関連する非平衡グリーン関数とTR-ARPES信号の式は、DPOAフレームワーク内で与えられ、遅延されたTR-ARPES信号を定義することにより、揺動散逸定理の非平衡バージョンを得ることが可能であることが示されている。 TR-ARPES信号において、単光および多光子共鳴、剛性シフト、バンドドレッシング、および異なる種類のサイドバンドがどのように出現するかを明らかにする。 また、単光子共鳴と多光子共鳴の強度を評価し、各結晶運動量およびバンドにおける残留励起電子集団を特定の励起過程に割り当てるためのプロトコルも提案する。 バンド内およびバンド間遷移が選択的に阻害されるハミルトニアンは、TR-ARPES信号と残留電子励起集団に対する影響を分析するために定義される。 双極子ゲージ内では、局所双極子のみ、ホッピング項におけるピエルス置換のみ、両方の項を同時に検討する。 TR-ARPES信号に対する異なる結晶モータにおける格子対称性の結果を含む過渡的および残留的なポンプ効果を詳細に研究した。 また, TR-ARPES信号のプローブパルス特性に対する依存性について詳細に検討した。 特定の物質の特徴によって制限されることなく、複雑な効果や相互作用、物理現象の多様性を理解するためのガイドラインを提供することを目的として、原型励起二バンド半導体格子系の研究を選択した。

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