凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理
[提交于 2025年8月26日
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标题: 整数和分数量子霍尔绝缘体的光控
标题: Optical Control of Integer and Fractional Chern Insulators
摘要: 光学控制拓扑结构,尤其是在电子关联存在的情况下,是一个具有广泛科学和技术影响的迷人课题。扭曲的MoTe$_2$双层(tMoTe$_2$)是一种新发现的零场分数陈绝缘体(FCI),表现出分数化量子异常霍尔(FQAH)效应。由于边缘态的手性和陈数的符号由底层铁磁极化决定,操控铁磁性将实现对CI/FCI态的控制。在这里,我们通过tMoTe$_2$中的圆偏振光泵浦实现了铁磁极化的控制和切换,从而实现了CI和FCI态的控制。在低光激发功率下,我们通过光学训练实现了按需制备铁磁极化,即通过电调制系统从非铁磁状态转变为期望的铁磁状态,并伴随螺旋选择性光泵浦。随着激发功率的增加,我们在远低于居里温度的温度下实现了铁磁极化直接的光开关。光学训练和铁磁性的直接开关在CI/FCI态附近最有效,我们认为这是由于光注入空穴的间隙增强谷极化所致。我们表明,通过调节光激发的螺旋性可以动态地切换磁化。空间分辨测量进一步证明了铁磁性的光学写入,从而实现了CI(或FCI)畴的光学写入。我们的工作实现了对拓扑量子多体系统的精确光学控制,具有在拓扑自旋电子学、量子存储器以及通过整数和分数QAH畴的可编程图案化创建奇异边缘态方面的潜在应用。
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