Nonlinear helicity-dependent photocurrents have been reported in 3D topological materials lacking inversion symmetry. Here, we theoretically study the charge and spin photocurrents generated by linear and circularly polarized radiation in ultrathin topological insulator films. Using time-dependent perturbation theory and detailed balance equations, we find that helical transverse spin currents are generated when the symmetry between the top and bottom film surfaces is disturbed. Such spin currents are invariant under in-plane mirror transformations but have $s$-wave and $d$-wave components in regard to transformations under $π/2$ rotations. Spin current photo-transistors and amplifiers can be based on these effects.
Ultrafast dynamics of photocurrents in surface states of 3D topological insulators
本文综述了利用时间分辨和角度分辨双光子光电子能谱（2PPE）对三维拓扑绝缘体拓扑表面态（TSS）中超快电子动力学的实验研究。重点放在超快光电流的产生及其衰变的时间分辨观察。2PPE不仅允许明确地将光电流与自旋极化电子表面态相关联。探测携带电流的电子的不对称动量分布，使得有可能在时域中研究支配不寻常的电子输运的微观散射过程。超短中红外泵浦脉冲不仅可以直接激发Sb $_2$ Te $_3$中的TSS，而且还可以导致TSS粒子数在动量空间中的强不对称性。TSS的二维能带映射表明，这种不对称性实际上是代表一个宏观的光电流，而螺旋度依赖的光电流被发现是小的。光电流衰减的时间分辨观测揭示了TSS中电子的巨大平均自由程。
Optical properties of helical edge channels in zinc-blende-type topological insulators: Selection rules, circular and linear dichroism, circular and linear photocurrents
Control over topological insulator photocurrents with light polarization
三维拓扑绝缘体代表了一种新的量子相的物质与自旋极化的表面状态，是从反向散射的保护。这些表面态的静态电子性质已全面成像的光电子能谱和隧道光谱。理论家提出拓扑表面态也可以表现出新颖的电子对光的响应，例如拓扑量子相变和自旋极化电流。然而，光学驱动拓扑绝缘体脱离平衡的效果在很大程度上还没有被实验探索，也没有测量到光电流。在这里，我们表明，照射的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3与圆偏振光产生的光电流，源于拓扑螺旋狄拉克费米子，反转的螺旋光反转的光电流的方向。我们还观察到一个光电流，是由光的线性偏振控制，并认为它也可能有一个拓扑表面态的起源。这种方法可以探测拓扑绝缘体的动态特性，并导致新的光自旋电子器件。
Band resolved imaging of photocurrent in a topological insulator
利用时间分辨和角度分辨光电子能谱研究了拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$中光电流产生的微观起源。我们的图像的未占用的能带结构，因为它的发展以下的圆偏振光激发和观察动量空间中的非对称电子人口，这是一个光电流的光谱签名。通过分析人口的上升时间，我们确定哪些占用和未占用的电子状态耦合的光激发。我们的结论是，光电流只能通过耦合到自旋轨道织构态的共振光学跃迁激发。我们的工作提供了一个微观的理解，如何控制系统中的光电流与自旋轨道耦合和破坏反转对称性。
Sign control of photocurrents by spin-group-symmetry breaking in altermagnetic insulators
Institute for Theoretical Solid State Physics, IFW Dresden（德累斯顿亥姆霍兹中心IFW理论固体物理研究所）；State Key Laboratory of Ultra-intense laser Science and Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院上海光学精密机械研究所超强激光科学技术国家重点实验室）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ctd.qmat）；Collective Dynamics and Quantum Transport Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学集体动力学与量子输运单元）
Crystal Symmetry Selected Pure Spin Photocurrent in Altermagnetic Insulators
School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）；Key Lab of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurement (Ministry of Education), Beijing Institute of Technology（北京理工大学先进光电子量子架构与测量教育部重点实验室）；Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering and Department of Physics, Southern University of Science and Technology（南方科技大学量子科学工程研究院及物理系）
Controlling helicity-dependent photocurrent in polycrystalline Sb$_2$Te$_2$Se topological insulator thin films at ambient temperature through wave-vector of and photothermal gradient due to polarized light
在室温下，利用脉冲激光沉积技术生长了以c轴取向为主的颗粒状多晶样品，研究了拓扑绝缘体Sb $_2$ Te $_2$ Se中螺旋度相关光电流的光学控制。强的自旋-轨道耦合和自旋-动量锁定使得该系统在应用中具有独特性。我们观察到，可以通过用不同的圆和线偏振光激发样品来控制光电流，产生与偏振相关的电流密度，该电流密度可以与理论模型很好地拟合。即使在室温下，光电流的幅度也高于先前对其他单晶拓扑绝缘体的报道。与理论模型的比较表明，光电流有不同的贡献。研究光电流对激发激光束相对于样品表面法线的入射角（波矢量）的依赖性有助于确定对所观察到的光电流有贡献的不同项的起源。入射角驱动的螺旋度开关，这是一个非常简单和有效的技术来控制定向光电流，也被观察到在这项研究中。该光电流也可以借助于由激发光束产生的光热梯度来控制。由于在存在独特的自旋-动量锁定表面态的情况下用两个相反的（左和右）圆偏振光进行选择性自旋态激发，在存在光热梯度的情况下，入射在样品的两个相对边缘上的光的这种光电流的增强和反转发生。这些观察结果使得这种多晶材料在偏振相关的光电探测应用以及环境条件下的自旋光电子学中更加重要。
Quantum capacitance of an ultrathin topological insulator film in a magnetic field
本文研究了外磁场作用下双拓扑绝缘体薄膜的量子磁电容。本研究探讨塞曼作用与薄膜上下表面间杂化的相互作用。确定态密度，我们发现，电子空穴对称性被打破时，塞曼和杂化能量相对于彼此变化。这导致电荷中性点处的磁电容特性的变化。我们进一步表明，在塞曼相互作用和杂化的存在下，磁电容表现出拍在低和分裂的Shubnikov de Haas振荡在高垂直磁场。此外，我们解决了交叉从垂直到平行的磁场，并找到最近的实验数据的一致性。
Large-Area and Transferred High-Quality Three-Dimensional Topological Insulator Bi2-xSbxTe3-ySey Ultrathin Film by Catalyst-Free Physical Vapor Deposition
大面积均匀合成块体绝缘薄膜是三维拓扑绝缘体（3D-TI）表面在各种电子器件中应用的重要课题。在这里，我们报告了体绝缘三维拓扑绝缘体（3D-TI）Bi 2-xSbxTe 3-ySey（BSTS）薄膜，从几个五层到几百层，在大面积（1 cm 2）的云母通过无催化剂的物理气相沉积外延生长。这些薄膜可以使用去离子水非破坏性地剥离，并根据需要转移到各种基材上。转移的BSTS薄膜表现出良好的双极特性，以及明确定义的量子振荡所产生的拓扑表面状态。载流子迁移率为2500-5100 cm 2（Vs）-1，与高质量块体BSTS单晶相当。随着薄膜厚度的减小，电子态从无质量到有质量的狄拉克费米子都可以调谐。BSTS薄膜的大面积合成和可靠的薄膜转移工艺为3D-TI的应用开辟了一条新的途径。
Highly superlinear photogalvanic effects in (Bi$_{0.3}$Sb$_{0.7}$)$_2$(Te$_{0.1}$Se$_{0.9}$)$_3$: Probing 3D topological insulator surface states at room temperature
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Ioffe Institute（约费研究所）；University of West Bohemia（西波希米亚大学）；Technical University Munich（慕尼黑工业大学）；Institute of High Pressure Physics PAS（波兰科学院高压物理研究所）
Observation of the surface hybridization gap in the electrical transport properties of the ultrathin topological insulator (Bi$_{1-x}$Sb$_{x}$)$_2$Te$_3$
Van der Waals epitaxial growth of topological insulator Bi$_{2-x}$Sb$_x$Te$_{3-y}$Se$_y$ ultrathin nanoplate on electrically insulating fluorophlogopite mica
我们报道了高质量的Bi $_{2-x}$ Sb $_x$ Te $_{3-y}$ Se $_y$纳米片（BSTS-NPs）的电绝缘氟金云母衬底上使用无催化剂的气相固体方法的生长。在优化的气压和合适的氩气流量下，我们控制了BSTS-NP的厚度、尺寸和组成。拉曼光谱显示系统的变化表明，BSTS-NP的厚度和组成确实是精确控制。电输运表明，在BSTS-NP中的鲁棒狄拉克锥载流子输运。由于BSTS-NP提供了可调谐狄拉克锥表面态的优越的主导表面输运，而体态的导电贡献可以忽略不计，因此BSTS-NP为探索三维拓扑绝缘体的内在物理现象以及未来的技术应用提供了理想的平台。
Thermal Strain-Driven Periodic Ripples in Ultrathin Sb2Te3/Graphene Heterostructures and their Implications for Strain Engineering
Universidad de Chile（智利大学）；CEDENNA；Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学）；Stanford University（斯坦福大学）；Universidad Técnica Federico Santa María（弗雷德里科·圣塔玛利亚技术大学）
