周期場驅(qū)動(dòng)下量子材料的非平衡物態(tài)*

王恩 董文翰 周輝 劉猛 紀(jì)洪艷 孟勝 孫家濤?

1) (中國科學(xué)院物理研究所, 北京凝聚態(tài)物理國家研究中心, 北京 100190)

2) (北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院, 低維量子結(jié)構(gòu)與器件工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100081)

3) (中國科學(xué)院大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院, 北京 100049)

量子材料的拓?fù)湮飸B(tài)的研究是當(dāng)前凝聚態(tài)物理的重要前沿.區(qū)別于局域?qū)ΨQ性破缺對(duì)物質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行分類的傳統(tǒng)方式, 量子物態(tài)可以用微觀體系波函數(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分類.這些全新的拓?fù)湮飸B(tài)有望顛覆傳統(tǒng)的微電子學(xué)并進(jìn)而推動(dòng)拓?fù)潆娮訉W(xué)的迅猛發(fā)展.當(dāng)前大部分理論和實(shí)驗(yàn)研究集中于研究量子材料的平衡態(tài)性質(zhì).周期性光場驅(qū)動(dòng)下量子材料遠(yuǎn)離平衡態(tài)、而達(dá)到非平衡態(tài)時(shí)的拓?fù)湮飸B(tài)近年來受到人們的廣泛關(guān)注.本文首先回顧周期場驅(qū)動(dòng)下非平衡態(tài)的弗洛凱(Floquet)理論方法, 分別介紹無質(zhì)量(如石墨烯)、有質(zhì)量(如MoS2)等狄拉克費(fèi)米子材料體系在遠(yuǎn)離平衡態(tài)下的拓?fù)湮飸B(tài), 利用光場與量子物態(tài)的相干耦合實(shí)現(xiàn)對(duì)量子材料非平衡物態(tài)的調(diào)控; 從原子制造角度出發(fā), 光場誘導(dǎo)的相干聲子態(tài)直接改變了量子材料中電子躍遷的大小, 進(jìn)而調(diào)控量子材料的非平衡拓?fù)湮飸B(tài).量子材料中豐富的聲子態(tài)為非平衡拓?fù)湮飸B(tài)的調(diào)控提供了更多的可能性.最后, 文章展望了量子材料非平衡拓?fù)湮飸B(tài)在超快相變以及瞬態(tài)物態(tài)調(diào)節(jié)等未來可能發(fā)展方向的應(yīng)用.

1 引 言

拓?fù)湮飸B(tài)是凝聚態(tài)物理的重要前沿領(lǐng)……