Ultrafast Photoluminescence from Graphene
由于石墨烯没有带隙，因此不期望从弛豫的载流子产生光致发光。然而，我们已经观察到显着的光发射从石墨烯的超短（30-fs）激光脉冲的激发下。发现在可见光谱范围（1.7 - 3.5 eV）内发生光发射，发射的光子能量超过激发激光的能量（1.5 eV）。的发射表现出非线性依赖于激光能量密度。在时域响应的双脉冲相关测量中，观察到几十飞秒的主要弛豫时间。描述电子及其与强耦合光学声子相互作用的双温度模型可以解释实验观察。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall
Valley pseudospin relaxation of charged excitons in monolayer MoTe$_2$
磁场诱导的塞曼效应在单层半导体过渡金属二硫属化物的布里渊区的K $^+$和K $^-$点处的两个谷之间引入分裂。因此，光致发光信号表现出场依赖的圆偏振度。我们提出了一个全面的研究，这种效果的情况下，一个trion在单层MoTe $_2$，表明，虽然时间积分的数据使我们能够推导出的trion状态的g-因子，这样的分析不能证实的时间分辨实验中揭示的时间尺度。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall
Nonlinear photoluminescence in gold thin films
本研究结合泵浦-探测实验、第一性原理能带结构与电子输运建模，揭示超薄金膜非线性光致发光由超快电子热输运及热载流子扩散、晶格弛豫主导。
2023-01-17 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Generation of Pseudo-magnetic Field for Valley Excitons in WSe2 Monolayers
二维过渡金属二硫属化物（MX 2）中出现了一个新的自由度-谷赝自旋，引起了科学界的极大兴趣。操纵谷赝自旋的能力，类似于自旋电子学中的自旋控制，可以为谷电子学开辟令人兴奋的机会。在这里，我们证明了一个超快和超谷赝磁场可以产生使用圆偏振飞秒脉冲选择性地控制单层MX 2的谷自由度。采用超快泵浦-探测光谱，我们观察到一个纯粹的和谷选择性的光学斯塔克效应在WSe 2单分子膜从非共振泵，瞬间解除谷激子跃迁的简并没有任何耗散。光学斯塔克效应的强度与泵浦强度和泵浦失谐的倒数成线性比例。在K和K_prime谷跃迁之间可以实现超过10 meV的能量分裂，这对应于超过170特斯拉的有效赝磁场。我们的研究表明，有效的和超快的控制谷激子与光学，并开辟了可能性相干操纵谷偏振的量子信息的应用。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast control of moiré pseudo-electromagnetic field in homobilayer semiconductors
在均质双层半导体的长波长莫尔条纹中，电子的层赝自旋受到相当大的塞曼场的影响，塞曼场在空间上受到莫尔条纹中层间耦合的调制。通过这种空间调制与均匀的，但动态可调的组件从平面外的电场的干扰，我们表明，整个塞曼场的时空分布，因此具有拓扑结构，可以控制在超快的时间尺度由太赫兹场或层间偏置。这种动态调制导致低能载流子出现面内电场，这与它们的实空间贝里曲率--莫尔磁场--通过法拉第感应定律有关。这些在谷的时间反转对处具有相反符号的出射电磁场可以被利用来在偏置脉冲或太赫兹辐射的控制下操纵莫尔景观中的谷和自旋。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall
Super interference fringes of two-photon photoluminescence in individual Au nanoparticles: the critical role of the intermediate state
光与金属纳米颗粒之间的相互作用使得能够在纳米长度和超短时间尺度上研究微观现象，这得益于光场的强限制和增强。然而，这些纳米粒子的超快动力学主要是通过皮秒的多光子光致发光或飞秒的光电子发射独立研究。在这里，我们提出了双光子光致发光（TPPL）测量单个金纳米双吡咯烷（AuNP），以揭示其超快动力学的双脉冲激发的全球时间尺度从亚飞秒到几十皮秒。在几十飞秒量级的光致发光中，出现了两个数量级的光致发光增强，即超干涉条纹。功率相关的测量揭示了从1到2的转换时，脉冲间延迟从几十飞秒到几十皮秒的变化。我们证明了真实的中间态在所观察到的现象中起着关键作用，并得到了三本征态模型的数值模拟和不同直径Au纳米球的进一步实验的支持。关键参数，包括退相时间，辐射率，和不同的状态之间的耦合，已估计使用数值模拟。我们的研究结果提供了洞察贵金属纳米粒子的超快动力学中的中间态的作用。超级干涉条纹中的巨大光致发光在成像、传感和纳米光子学中具有潜在的实际应用。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A table-top, repetitive pulsed magnet for nonlinear and ultrafast spectroscopy in high magnetic fields up to 30 T
我们已经开发了一个微型线圈脉冲磁体系统，具有直接光学访问，非常适合在高达30 T的高磁场中进行材料的非线性和超快光谱研究。该装置由一个小线圈在液氮低温恒温器耦合氦流低温恒温器，以提供样品温度下降到低于10 K。直接光学访问的样品是通过使用容易互换的窗口，由一个短的距离约135毫米的耦合低温恒温器的任一侧与0.20和0.03的测量采用法拉第几何的数值孔径分开。作为演示，我们进行了时间分辨和时间积分的光致发光测量以及InGaAs量子阱的传输测量。
2013-10-14 cond-mat.mes-hall
Pseudospins revealed through the giant dynamical Franz-Keldysh effect in massless Dirac materials
本研究通过时间分辨瞬态吸收光谱和角分辨光谱，发现栅极调控石墨烯中无质量狄拉克费米子因带内光驱动跃迁增强而产生巨动态弗朗兹-凯尔迪什效应，并利用垂直偏振泵浦-探测构型观测到反映狄拉克锥赝自旋的完整鱼骨结构，将瞬态光谱框架拓展至零带隙和赝自旋量子体系。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Momentum-space Observation of Optically Excited Non-Thermal Electrons in Graphene with Persistent Pseudospin Polarization
本文利用时间分辨动量显微技术观测石墨烯中光激发非热电子的动量分布与赝自旋极化，并通过调节激发通量揭示电子-电子散射对极化弛豫的影响，为二维材料研究和石墨烯器件设计提供依据。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interfacial Charge Transfer and Ultrafast Photonics Application of 2D Graphene/InSe Heterostructure
本研究通过机械剥离制备石墨烯/InSe异质结构，揭示其界面电荷转移机制，并利用内建电势和宽带非线性吸收实现锁模激光应用，丰富了超快光子学可饱和吸收体。
2023-05-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Valley-Selective Response of Nanoantennas Coupled to 2D Transition Metal Dichalcogenides
单层（1 L）过渡金属二硫属化物（TMDC）由于其强激子共振和谷选择性响应而在许多光电应用中具有吸引力的材料。1 L-TMDC中的谷激子形成在布里渊区边界的相对点处，产生谷自由度，其可以被视为赝自旋并且可以用作信息传输和处理的平台。然而，在室温下短的谷去极化时间和相对短的激子寿命阻止在片上集成谷器件中使用谷赝自旋。最近已经证明了如何将这些材料耦合到光学纳米天线和超颖表面可以克服这一障碍。在这里，我们回顾了最先进的进展谷选择性定向发射和激子分选在1 L-TMDC介导的纳米结构和纳米天线。我们简要地讨论了1 L-TMDCs的光学性质，特别关注它们的光致发光/吸收光谱、谷去极化动力学和谷霍尔效应。然后，我们回顾了最近的工作纳米结构的谷选择性定向发射从1 L-TMDCs。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Terahertz Spin-Light Coupling in Proximitized Dirac Materials
本文研究二维 Dirac 材料中磁与自旋轨道邻近效应诱导的 THz 自旋-光耦合，通过平均场与量子理论解释 EDSR，并证明 graphene 的增强反常吸收及器件价值。
2024-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Ultrafast Non-Volatile Weyl LuminoMem for Mid-Infrared In-Memory Computing
Peking University（北京大学）；Hunan Institute of Optoelectronic Integration, College of Materials Science and Engineering, Hunan University（湖南大学材料科学与工程学院光电集成研究所）；Tianjin University（天津大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Zhengzhou University（郑州大学）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）；Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics（纳米光子学前沿科学中心）；Beijing Key Laboratory of Quantum Devices（北京量子器件重点实验室）；Hunan Normal University（湖南师范大学）
本文提出一种超快非易失性光电子记忆体LuminoMem，结合电存储与中红外发光，实现纳米级电编程和直接光访问，提升计算效率和智能平台性能。
2026-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-Optical Ultrafast Valley Switching in Two-Dimensional Materials
针对二维材料能谷电子学的快速调控需求，提出一种全光学相干控制协议，可在几十飞秒内实现能谷选择性激发、去激发和能谷间切换，并在石墨烯与二硫化钼中验证其普适性与鲁棒性。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Temporal and spectral fingerprints of ultrafast all-coherent spin switching
未来的信息技术最终需要快速、低损耗的量子控制。强光场促进了重要的里程碑，例如诱导新的物质状态、弹道加速电子或相干翻转谷赝自旋。这些动态留下独特的签名，如特征带隙或高次谐波辐射。在两个被势垒隔开的状态之间切换技术上最重要的量子属性-自旋-的最快和最小耗散的方法是触发全相干进动。有关皮秒电场和磁场的开创性实验和理论已经提出了这种可能性，但观察实际的动力学仍然遥不可及。在这里，我们表明，太赫兹（1太赫兹= 10 $^{12}$ Hz）电磁脉冲允许相干导航的自旋势垒，我们揭示了相应的时间和光谱指纹。这一目标是通过将反铁磁TmFeO $_{3}$中的自旋与定制天线的局部增强的THz电场耦合来实现的。在1 ps的持续时间内，强THz脉冲突然改变了磁各向异性，并触发了大幅度的弹道自旋运动。特征相位翻转，磁振子共振的不对称分裂，和法拉第信号的长寿命偏移是相干自旋切换到相邻的潜在最小值的标志，与数值模拟一致。可切换的自旋状态可以通过外部磁偏置来选择。低耗散和天线的亚波长空间定义可以促进以太赫兹速率操作的可扩展自旋器件。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
