論文の概要: Shift photocurrent vortices from topological polarization textures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.04017v1
• Date: Wed, 7 Aug 2024 18:04:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-09 17:29:51.400606
• Title: Shift photocurrent vortices from topological polarization textures
• Title（参考訳）: 位相偏光テクスチャからのシフト光電流渦
• Authors: Aneesh Agarwal, Wojciech J. Jankowski, Daniel Bennett, Robert-Jan Slager,
• Abstract要約: トポロジカル偏光テクスチャは、vdW材料においてエキゾチックな非線形光学応答をもたらすことを示す。 以上の結果から,vdW材料における複雑な偏光テクスチャと非線形光学応答との相互作用が明らかになった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9061794107146373
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Following the recent interest in van der Waals (vdW) ferroelectrics, topologically nontrivial polar structures have been predicted to form in twisted bilayers. Due to the unconventional nature of vdW ferroelectricity, these topological polar structures have proven difficult to observe experimentally. Here we propose that these textures may be probed optically by showing that topological polarization textures result in exotic nonlinear optical responses. We derive this relationship analytically using non-Abelian Berry connections and a quantum-geometric framework, supported by tight-binding and first-principles calculations. For the case of moir\'e materials without centrosymmetry, which form networks of polar merons and antimerons, the shift photoconductivity forms a vortex-like structure in real space. For a range of frequencies where transitions occur at the Brillouin zone edge, the shift photocurrents are anti-parallel to the in-plane electronic polarization field. Our findings highlight the interplay between complex polarization textures and nonlinear optical responses in vdW materials and provide a sought-after strategy for the experimental detection of topological polarization structures.
• Abstract（参考訳）: ファンデルワールス(vdW)強誘電体への近年の関心を受けて、トポロジカルに非自明な極構造がツイストされた二層構造で形成されると予測されている。 vdW強誘電性の不規則な性質のため、これらのトポロジカル極構造は実験的に観察することが困難であることが証明されている。 本稿では,これらのテクスチャを光学的に探究し,トポロジカル偏光テクスチャがエキゾチックな非線形光学応答をもたらすことを示す。 我々は、この関係を非アベリア・ベリー接続と量子幾何学的枠組みを用いて解析的に導き出し、強結合計算と第一原理計算によって支持する。 極性メロンとアンタロンのネットワークを形成する中心対称性のないモワール材料の場合、シフト光伝導性は実空間において渦状構造を形成する。 ブリルアンゾーンの端で遷移が起こる周波数の範囲では、シフト光電流は平面内の電子偏光場に対して反平行である。 本研究は,vdW材料における複雑な偏光テクスチャと非線形光学応答の相互作用に注目し,位相偏光構造を実験的に検出するための探索戦略を提供する。

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