强关联电子系统中高次谐波产生的显著维度效应
Prominent Dimensional Effects on High-order Harmonic Generation in Strongly Correlated Electron Systems
浏览论文内容
中文总结 AI 辅助
本研究结合高次谐波产生实验与哈伯德模型非平衡模拟，揭示强关联电子系统中维度对高次谐波产生的显著影响，明确自旋-电荷耦合主导的双空穴对退相为微观起源，确立维度与自旋-电荷耦合为关键控制参数。
中文摘要 AI 辅助
维度强烈影响关联量子材料中的元激发，但其对极端非线性光学响应的影响仍未得到充分探索。本研究结合准一维SrCuO₂和准二维Pr₂CuO₄的高次谐波产生（HHG）实验，以及哈伯德模型的非平衡模拟，发现了显著的维度差异：SrCuO₂呈现出具有弱温度依赖性的稳健平台状高次谐波谱，而Pr₂CuO₄则表现出谐波产率的单调下降和强烈的热抑制，尤其在高次谐波区域。模拟定性重现了这些趋势，并确定由自旋-电荷耦合主导的维度依赖的双空穴对退相是其微观起源。这些结果确立了维度和自旋-电荷耦合作为关联绝缘体极端非线性光学响应的关键控制参数。
英文摘要
Dimensionality strongly affects elementary excitations in correlated quantum materials, yet its impact on extreme nonlinear optical responses remains largely unexplored. Here, we combine high-harmonic generation (HHG) experiments on quasi-one-dimensional SrCuO$_2$ and quasi-two-dimensional Pr$_2$CuO$_4$ with nonequilibrium simulations of Hubbard models. We find a pronounced dimensional contrast: SrCuO$_2$ exhibits a robust plateau-like high-harmonic spectrum with weak temperature dependence, whereas Pr$_2$CuO$_4$ shows a monotonic decrease in harmonic yield and strong thermal suppression, especially at higher harmonics. The simulations qualitatively reproduce these trends and identify dimensionality-dependent doublon--holon dephasing, governed by spin--charge coupling, as their microscopic origin. These results establish dimensionality and spin--charge coupling as key control parameters for extreme nonlinear optical responses in correlated insulators.
发表机构
- Kyoto University（京都大学）
- RIKEN Center for Advanced Photonics, RIKEN（理化学研究所先进光子学中心）
- Konan University（神户大学）
- Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学材料科学研究所）
- RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学研究室）
- Stewart Blusson Quantum Matter Institute, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学斯图尔特·布拉森量子物质研究所）
- Graduate School of Human and Environmental Studies, Kyoto University（京都大学人类与环境学研究科）
- Department of Physics, Ritsumeikan University（立命馆大学物理学部）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
