在强电子-声子耦合的拓扑材料中放大的循环光电效应

《ACS Nano》：Amplified Circular Photogalvanic Effect in a Strongly Electron–Phonon-Coupled Topological Material

Berry曲率调控圆偏振光电导效应在拓扑材料中研究，通过调控接近电荷密度波相变点重构电子能带，实验证实TaSe4?I的CPGE增强一倍，理论揭示序参数发展及时间弛豫率发散机制。

　　

贝里曲率物理学解释了固体中的异常电磁响应现象。其中一种响应是圆形光电流效应（CPGE），通常出现在具有显著贝里曲率的系统中——例如平带系统或费米能级附近存在能带交叉的拓扑半金属，这些系统的贝里曲率表现出明显的不连续性。为了最大化CPGE效应，需要在不引入无序的情况下调节电子能带分布，这是一项具有挑战性的任务。在这里，我们展示了一种通过完全不同的方法来增强拓扑材料中的CPGE效应：控制该系统与对称性破缺相变的接近程度，这种相变会诱导电子能带结构的重构。通过对Weyl半金属(TaSe₄)₂I的纵向圆形光电流效应进行测量，我们发现通过调整该化合物与电荷密度波（CDW）序的接近程度，可以将CPGE效应增强2倍。我们基于第一性原理的计算表明，这种增强效应源于CDW序参量的发展以及相关弛豫时间在临界温度附近的分散。因此，这项工作为提高固体中的CPGE效应提供了一种新范式——不是仅通过工程化能带结构，而是利用拓扑材料相变附近的临界波动来实现。