Gauge invariance in the theoretical description of time-resolved angle-resolved pump/probe photoemission spectroscopy
存在电场时的非平衡计算通常在规范中进行,并且需要进行变换以揭示规范不变的可观测量。在这项工作中,我们讨论的时间分辨角度分辨泵浦/探测光电发射的背景下的规范不变性的问题。如果在泵仍然开启时应用探针,则必须确保所观察到的光电流的计算是规范不变的。我们还讨论了光电子发射信号为正的要求以及这种约束与规范不变性的关系。最后,我们讨论了一些技术细节有关的微扰推导的光电子能谱,其中涉及的过程中,由于非平衡效应的泵浦脉冲光激发电子。
2014-03-29 cond-mat.str-el
Spin-dependent polaron formation dynamics in Eu$_{0.75}$Y$_{0.25}$MnO$_3$ probed by femtosecond pump-probe spectroscopy
利用飞秒激光泵浦-探测技术研究了多铁性锰氧化物Eu $_{0.75}$ Y $_{0.25}$ MnO $_3$ .材料在1.55和3.1 eV的泵浦能量下的光学响应由Mn $^{3+}$离子的$d$ - $d$和$p$ - $d$跃迁主导。光激发电子的弛豫包括在Mn $^{2+}$和Mn $^{4+}$位的Jahn-Teller畸变和极化子俘获的弛豫。由于调制的$e_g$轨道占据,超交换相互作用的超快切换产生局部自旋激发,然后在低温下以数十皮秒的时间尺度衰减。局域自旋态的衰减出现作为一个巨大的光致反射率的幅度增加,由于强耦合的光学跃迁的自旋-自旋相关的结晶$a$ - $b$平面。
2014-06-30 cond-mat.str-el
Nonequilibrium Pump-Probe Photoexcitation as a Tool for Analyzing Unoccupied Equilibrium States of Correlated Electrons
研究了耦合到耗散玻色子浴中的哈伯德模型中电子的弛豫过程,以模拟泵浦-探测光电发射测量。从这个见解,我们提出了一个实验方法,引出未被占用的部分单粒子光谱在平衡的掺杂-莫特绝缘体。我们首先揭示了在弛豫过程中分布函数和电子光谱的有效温度是不同的,这使得经常使用的热化图像是不合适的。与传统的分析相反,我们表明,在平衡的未占用的光谱可以检测到的状态,放松更快。
2015-09-18 cond-mat.str-el
Transient THz conductivity of silicon with optical pumping above and below the second indirect transition
在这里,我们进行了一系列的时间分辨的实验,其中100 fs的泵浦脉冲被调谐在528 nm和555 nm之间,在第二个间接的间隙的本征硅在~540 nm,其中涉及电子在一个较高的躺在导带与最小值在L点。在带间和带内弛豫完成后,光注入的载流子随后用高场单周期太赫兹辐射探测。当泵浦脉冲的能量超过第二间接间隙时,探测到的太赫兹吸收减小到$\pm$ 0.2的2.7倍。我们认为,这种戏剧性的变化可能是由于不同的声子种群时,载流子进行的L到X带间散射,而不仅仅是冷却内的X谷。
2017-01-22 cond-mat.other cond-mat.str-el physics.optics
Detection of anyon braiding through pump-probe spectroscopy
The Ohio State University(俄亥俄州立大学);Nanyang Technological University(南洋理工大学)
通过泵-探测光谱研究量子自旋液体中任意子编织的动态特征,利用非线性响应区分任意子编织统计。
2025-04-21 cond-mat.str-el
Stroboscopic Tests for Thermalization of Electrons in Pump/Probe Experiments
泵浦/探测光谱学的目标之一是确定电子在被驱离平衡后如何弛豫。仅仅通过将电子的分布拟合到费米-狄拉克分布来确定电子与热态的接近程度是具有挑战性的。相反,我们建议比较费米子和集体玻色子模式(来自费米子)的有效温度,以确定从热态的距离。有效的费米子和玻色子温度的测量可以直接通过光电发射和非共振拉曼散射来实现。它们的差异量化了离热平衡的距离。
2018-08-23 cond-mat.str-el
Fingerprinting fractons with pump-probe spectroscopy
University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校)
利用泵浦-探测光谱法,研究分数子相中线子-平面子编织的光谱学探测,揭示其与传统自旋液体中任何子的区别。
2026-08-21 cond-mat.str-el
Theoretical description of pump/probe experiments in electron mediated charge-density-wave insulators
在这篇综述中,我们开发的形式主义来描述电荷密度波绝缘体在泵浦/探测实验中使用超短驱动脉冲的光。该理论强调精确的结果,在最简单的模型中的电荷密度波绝缘体(由两个带和一个间隙的非相互作用系统给出),并采用非平衡动力学平均场论,以解决Falicov-Kimball模型在其有序相。我们展示了如何发展的形式主义和如何解决方案的行为。小心,以描述这些计算背后的细节,并显示如何验证其准确性,通过求和规则的约束。
2016-10-09 cond-mat.str-el
Optical spectroscopy and ultrafast pump-probe studies on the heavy fermion compound CePt$_2$In$_7$
本文报道了反铁磁重费米子化合物CePt $_2$ In $_7$的光谱和超快泵浦-探测测量结果,该化合物是CeIn $_3$衍生的重费米子家族中二维性较强的一员.我们确定了清晰和典型的杂交光谱结构在低温下从两个不同的光谱探针。然而,杂化的强度和相关的能量标度比超导化合物CeCoIn $_5$和CeIrIn $_5$中的要弱得多。这些特征与同一家族中反铁磁化合物CeIn $_3$和CeRhIn $_5$的观察结果更相似。结果表明,反铁磁化合物中存在近藤相互作用和杂化作用,但强度较弱。
2016-03-21 cond-mat.str-el
Pump-probe spectroscopy of the one-dimensional extended Hubbard model at half filling
该研究利用含时张量网络算法,模拟半填充一维扩展哈伯德模型的泵浦-探测光谱,揭示SDW和CDW相中非平衡光导率的新态及其起源,为实验提供直接比较的理论依据。
2023-11-15 cond-mat.str-el
Theory of coherent oscillations detection in THz pump-probe spectroscopy: from phonons to electronic collective modes
时间分辨光谱使用强太赫兹脉冲出现作为一个有前途的工具,以解决集体电子激发凝聚态物质。特别是最近的实验表明,有可能选择性地激发集体模式出现在一个相变,因为它是超导和电荷密度波(CDW)系统的情况。这些激发的一个可能的签名是出现的相干振荡的差分探测场在泵浦探测协议。虽然与声子模式的情况下的类比表明,基本的潜在机制应该是一个和频受激拉曼过程,一个一般的理论方案,能够描述的实验和定义相关的光学量仍然缺乏。在这里,我们提供了这个方案,表明相干振荡作为泵探测时间延迟的函数,可以链接到卷积在频域之间的平方泵浦场和拉曼非线性光学内核。这种方法的应用和讨论中的几个典型的例子:普通的声子在绝缘体,集体电荷和希格斯波动的超导和CDW过渡。我们的研究结果不仅很好地解释了各种系统中现有的实验数据,而且还为设计新兴材料的未来实验提供了有用的视角。
2019-11-15 cond-mat.str-el
Photo-induced insulator-to-metal transition and coherent acoustic phonon propagation in LaCoO$_3$ thin films explored by femtosecond pump-probe ellipsometry
我们用飞秒泵浦-探测椭圆偏振法研究了LaCoO $_3$和La $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ CoO薄膜在1.6-3.4 eV能量范围内的超快动力学。我们已经观察到一个大的泵引起的转移的光谱重量在LaCoO $_3$,对应于绝缘体到金属的过渡。光致金属态最初通过具有约200 fs的衰减常数的快速过程弛豫。LaCoO $_3$和La $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ CoO $_3$在1-30 ps范围内都表现出明显的二次瞬态结构。对不同厚度薄膜的测量结果表明,它对应于声应变脉冲的传播。在长于100 ps的时间尺度上,发生到衬底的热扩散,其可以用双指数衰减来建模。
2022-01-07 cond-mat.str-el
Nonequilibrium Dynamics in a Quantum Spin Chain with Pump-Probe Resonant Inelastic X-ray Scattering
National Laboratory of Solid State Microstructures(固体微结构物理国家重点实验室);Department of Physics, Nanjing University(南京大学物理学院);Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University(南京大学先进微结构协同创新中心)
本文利用时间分辨共振非弹性X射线散射研究横场伊辛链的非平衡动力学,揭示低能振荡与动力学量子相变的一一对应,提供实验探测新途径。
2025-07-27 cond-mat.str-el
Elastic properties assessment in the multiferroic BiFeO3 by pump and probe method
我们已经进行了弹性测量,在散装多铁性BiFeO3(BFO)使用声泵和探针光谱。测量了(110)表面三个独立方向上的(准)纵声波和两个(准)横声波的声速。此外,还探测到一个表面波和一个垂直于表面传播的纵波。基于我们的密度泛函理论计算和我们的11个实验速度确定的六个独立的Cij弹性常数的初始输入值,声学方程的数值分辨率允许确定所有的Cij弹性常数的BFO。体波和表面波相速度的传播方向依赖性允许明确的波的分配,因此声子的极化。
2021-02-10 cond-mat.str-el
Negative absolute conductivity in photoexcited metals
我们表明,在由与声子模式谐振的瞬时泵脉冲光激发的金属模型中,绝对直流电导率可能会变为负,这取决于电子结构、声子频率和泵强度之间的相互作用。分析包括非弹性散射和热弛豫的影响。负导电性状态的时间演化的结果,相关的非平衡物理可能会持续很长一段时间后的脉冲。我们的研究结果为以前提出的现象学提供了理论依据,并指出了产生和探索内在非平衡态的新途径。
2020-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time- and angle-resolved photoemission spectroscopy with wavelength-tunable pump and extreme ultraviolet probe enabled by twin synchronized amplifiers
本文提出一种基于双同步钛宝石放大器的时间-角度分辨光电子能谱装置,实现波长可调泵浦与极紫外探针,能量分辨率达133 meV,时间分辨率优于100 fs,并通过石墨和Bi2Se3验证了系统性能。
2024-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
All-optical pump-and-probe detection of dynamical correlations in a two-dimensional Fermi gas
提出了一个全光学方案来研究强相互作用超冷原子气体的动力学关联。所提出的技术是基于泵浦和探测方案:相干光脉冲最初被转换成原子的相干性,并在可变的存储时间后检索。通过对正常费米气体和BCS超流态两种情况下的预期信号的数值计算和解析计算,验证了该方法测量气体单粒子格林函数的有效性.协议提取超流间隙和充分准粒子分散体进行了讨论。
2010-03-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Disentangling thermal and non-thermal excited states in a charge-transfer insulator by time-and-frequency resolved pump-probe spectroscopy
时间和频率分辨泵浦-探测光谱被用来研究绝缘CuGeO 3中的电荷转移过程对离域激发脉冲注入的影响。在亚ps时间尺度上观察到电荷转移边缘的大加宽。这种光谱特征的改变不能归因于泵浦脉冲吸收能量导致的有效温度的局部升高。测量的系统的光学性质的修改是一致的创建一个非热状态,亚稳态的ps时标,泵诱导的脉冲修改后的电子相互作用。
2010-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Short small-polaron lifetime in the mixed-valence perovskite Cs$_2$Au$_2$I$_6$ from high-pressure pump-probe experiments
在高压金刚石对顶砧装置中,利用泵浦-探测光谱研究了混合价钙钛矿Cs $_2$ Au $_2$ I $_6$的超快声子响应.我们观察到在外加压力和光激发下,Au - I伸缩声子模都有明显的软化和加宽。使用双泵浦方案,我们测量到小于4 ps的单价Au $^{2+}$的电荷转移激发的寿命,这是Au $^{2+}$激发的局部特征的指示。此外,声子软化的压力和能量密度依赖性之间的强烈相似性表明,价间电荷转移在结构转变中起着重要作用。
2011-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pump-probe Auger-electron spectroscopy of Mott insulators
在热平衡下固体表面的高分辨率芯-价-价(CVV)俄歇电子能谱中,在强价-电子关联的情况下可见的主关联卫星对应于CVV俄歇过程终态中两个空穴的束缚态。我们讨论了这颗卫星在非平衡泵浦探测俄歇光谱的物理意义,通过数值分析的单带Hubbard型模型系统,包括核心状态和一个连续的高能散射态。结果表明,光掺杂系统的光谱,由于增加的双重占有,在较高的填充量的平衡光谱的共享功能。当在短$Δt$下使用重叠脉冲时,可以观察到双光子的泵浦。对于较大的泵浦-探测延迟$Δt$和电子弛豫过程的典型飞秒时间尺度,光谱几乎不依赖于$Δt$,反映了强Hubbard- $U$的束缚两空穴态的高稳定性。我们认为,考虑到空间扩展的单粒子轨道时,这些被双重占用,所描述的动力学哈伯德模型,产生振荡的卫星的重心作为一个函数的$Δt$。因此,泵浦-探测俄歇电子能谱对库仑相互作用的动态屏蔽非常敏感。
2019-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Holography and thermalization in optical pump-probe spectroscopy
利用全息术模拟了2+ 1维奇异金属被激光脉冲抽运到高激发态的实验,并研究了其电导率随时间的演化。我们考虑一个有限密度态的平移不变性和轻微打破它的振荡电场脉冲激发。在零密度下,光传导率将在泵浦结束后立即呈现其热化值。在有限密度下,具有显著DC分量的脉冲引起缓慢的指数弛豫,由矢量拟正规模式支配。相比之下,对于高频脉冲的准正规模式的振幅被强烈抑制,使光学电导率假设其热化值有效地瞬间。这一令人惊讶的预测可能会刺激人们接受挑战,在实验室中实现这些实验。这样的实验将测试应用全息术所面临的一个关键的开放性问题:它的预测是大$N$极限的伪像,还是它们具有足够的紫外独立性,至少在现实世界的系统中定性地成立?
2018-04-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Nonlinear photoconductivity in pump-probe spectroscopy. I. Optical coefficients
本研究针对光致响应对泵浦强度的非线性依赖,推导任意光电导深度分布下的反射与透射系数,并利用Bessel、超几何及Heun方程给出精确解析框架。
2024-10-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical spectroscopy and ultrafast pump-probe study on Bi$_2$Rh$_3$Se$_2$: evidence for charge-density-wave order formation
发现了帕克石型三元硫属化合物Bi $_2$ Rh $_3$ Se $_2$是一种电荷密度波(CDW)超导体。然而,对于在240 K处观察到的相变是否可以归因于CDW有序的形成存在争议。为了解决这个问题,我们进行了光学光谱和超快泵浦探测测量的单晶样品的Bi $_2$ Rh $_3$ Se $_2$。我们的光学电导率测量清楚地揭示了一个能隙的形成与相关的光谱变化,只有在低能量,产生强有力的证据CDW相变在240 K。时间分辨泵浦-探测测量为CDW相变提供了进一步的支持。从光致反射率中提取的准粒子的振幅和弛豫时间在相变温度附近表现出强烈的增强,进一步证明了CDW能隙的形成。此外,一个集体模式被确定在低温下的泵浦探测时间延迟的振荡。这种频率随温度的升高而逐渐降低的振动模式可以很自然地归属于CDW态的振幅振动模式。
2020-04-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Conductivity bounds in probe brane models
本文讨论了有限温度强耦合量子场论的电导率的上、下界,该场论是探测膜模型的全息对偶,在线性响应范围内。在一个探针的限制,完全通过一个不均匀的背景电荷密度引入混乱,我们发现简单的下限和上限的任意尺寸的电导率。在两个空间维度的场论中,我们证明了即使在体度量中包含无序时,这两个边界仍然存在。我们讨论的挑战,找到尖锐的下限电导率在三个或更多的空间维度时,度量是不均匀的。
2016-04-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-ph
Time resolved excitonic coherent polarization dynamics in GaAs multiple quantum wells
研究了GaAs多量子阱中探测脉冲激发的激子相干极化随时间演化的泵浦诱导调制。为此,我们进行飞秒时间分辨泵浦探测反射率测量使用频率上转换在正负泵浦探测延迟。激子的线性和非线性极化,这通常是不考虑在描述泵浦探测实验的干扰所产生的贡献,需要理解的结果。
2003-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el