德鲁德模型描述了简单金属中的自由电子传导,由材料中移动电子的自由度决定。然而,在强关联系统中,观察到的光学电导率从简单的金属德鲁德行为的显着偏差。在这里,我们调查的光学电导率的重费米子系统CeCu $_{\mathrm{6-x}}$ Au $_{\mathrm{x}}$,使用时间分辨,相敏太赫兹光谱。太赫兹电场在重费米子材料中产生两种类型的激发:第一,带内激发,使重准粒子保持完整。第二,在杂化导带的重和轻部分之间的共振带间跃迁打破了近藤单线态。我们发现,Kondo单线带间跃迁的破坏不会产生Drude峰,而Kondo保留带内激发产生预期的Drude响应,因此,有可能将这两个根本不同的相关贡献的光学电导率分开。
英文摘要:
The Drude model describes the free-electron conduction in simple metals, governed by the freedom that the mobile electrons have within the material. In strongly correlated systems, however, a significant deviation of the optical conductivity from the simple metallic Drude behavior is observed. Here, we investigate the optical conductivity of the heavy-fermion system CeCu$_{\mathrm{6-x}}$Au$_{\mathrm{x}}$, using time-resolved, phase-sensitive terahertz spectroscopy. Terahertz electric field creates two types of excitations in heavy-fermion materials: First, the intraband excitations that leave the heavy quasiparticles intact. Second, the resonant interband transitions between the heavy and light parts of the hybridized conduction band that break the Kondo singlet. We find that the Kondo-singlet breaking interband transitions do not create a Drude peak, while the Kondo-retaining intraband excitations yield the expected Drude response; thus, making it possible to separate these two fundamentally different correlated contributions to the optical conductivity.
Terahertz conductivity of localized photoinduced carriers in Mott insulator YTiO$_{3}$ at low excitation density, contrasted with metallic nature in band semiconductor Si
Terahertz magneto-nanoscopy of encapsulated monolayer graphene
Ames National Laboratory, US Department of Energy(艾姆斯国家实验室);Kangwon National University(江原国立大学);Incheon National University(仁川国立大学);Iowa State University(爱荷华州立大学)
Time-resolved terahertz dynamics in thin films of the topological insulator Bi$_{2}$Se$_3$
我们使用光泵-太赫兹探测光谱在低温下研究薄Bi $_2$ Se $_3$膜的几种厚度的热载流子响应,使我们能够从表面瞬态响应分离的体积。我们发现,对于较薄的薄膜的光激发改变的传输散射率,并降低太赫兹电导率,这在10皮秒(ps)内放松。对于较厚的膜,电导率增加后,光激发和规模与增加的膜厚度和光通量,具有约5 ps的衰减时间以及高得多的散射率。这些不同的动力学归因于表面和体电子,分别,并表明,长寿命的移动表面光载流子可以独立地访问低于某些膜厚度的可能的光电应用。
Photo-induced nonequilibrium response in underdoped YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$ probed by time-resolved terahertz spectroscopy
强激光脉冲最近已经成为一种工具,可以在复杂的量子材料中调节不同的顺序。在众多的光诱导现象中,铜氧化物中远高于平衡转变温度的瞬态超导现象尤其引人注目。这些实验的关键是特定声子模式的共振泵浦,人们认为这可以通过抑制竞争阶数或稍微修改结构来诱导超导相位相干性。本文对欠掺杂$_2$ O $_{6+x}$的光致非平衡响应进行了全面的研究。我们发现,在光激发下,超导态的约瑟夫森等离子体边缘最初伴随着准粒子激发而消失,随后在短时间内以低于静态等离子体边缘的频率重新出现。在正常状态下,增强或较弱的边缘状形状确实是由泵浦脉冲引起的反射光谱伴随着同时上升的实部和虚部的电导率。我们比较了近红外和中红外激发的泵浦诱导效应,并排除了声子泵浦作为上述光诱导效应的一种情况。我们进一步阐述了正常状态下的瞬态响应不太可能用光致超导来解释。
Terahertz electrodynamics in a zero-field Wigner crystal
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Kavli Energy NanoScience Institute(卡弗里纳米科学能源研究所);University of Florida(佛罗里达大学);National Institute for Materials Science(日本物质材料研究机构)