Web of Science: 33 citas, Scopus: 35 citas, Google Scholar: citas,
Terahertz signatures of ultrafast Dirac fermion relaxation at the surface of topological insulators
Kovalev, Sergey (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)
Tielrooij, Klaas-Jan (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Deinert, Jan-Christoph (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)
Ilyakov, Igor (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)
Awari, Nilesh (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)
Chen, Min (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)
Ponomaryov, Alexey N. (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)
Bawatna, Mohammed (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)
de Oliveira, T.V.A.G. (Technische Universität Dresden)
Eng, Lukas (Technische Universität Dresden)
Kuznetsov, Kirill (Lomonosov Moscow State University)
Safronenkov, D.A. (Lomonosov Moscow State University)
Kitaeva, Galiya (Lomonosov Moscow State University)
Kuznetsov, P.I. (Kotelnikov IRE RAS)
Hafez, Hassan A. (Universität Bielefeld. Fakultät für Physik)
Turchinovich, Dmitry (Universität Bielefeld. Fakultät für Physik)
Gensch, Michael (Technische Universität Berlin)

Fecha: 2021
Resumen: Topologically protected surface states present rich physics and promising spintronic, optoelectronic, and photonic applications that require a proper understanding of their ultrafast carrier dynamics. Here, we investigate these dynamics in topological insulators (TIs) of the bismuth and antimony chalcogenide family, where we isolate the response of Dirac fermions at the surface from the response of bulk carriers by combining photoexcitation with below-bandgap terahertz (THz) photons and TI samples with varying Fermi level, including one sample with the Fermi level located within the bandgap. We identify distinctly faster relaxation of charge carriers in the topologically protected Dirac surface states (few hundred femtoseconds), compared to bulk carriers (few picoseconds). In agreement with such fast cooling dynamics, we observe THz harmonic generation without any saturation effects for increasing incident fields, unlike graphene which exhibits strong saturation. This opens up promising avenues for increased THz nonlinear conversion efficiencies, and high-bandwidth optoelectronic and spintronic information and communication applications.
Ayudas: European Commission 804349
European Commission 737038
Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2017-0706
Derechos: Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original. Creative Commons
Lengua: Anglès
Documento: Article ; recerca ; Versió publicada
Materia: Topological insulators ; Ultrafast photonics
Publicado en: npj Quantum Materials, Vol. 6 (2021) , art. 84, ISSN 2397-4648

DOI: 10.1038/s41535-021-00384-9


6 p, 1.0 MB

El registro aparece en las colecciones:
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ciencias > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados

 Registro creado el 2022-11-15, última modificación el 2023-10-30



   Favorit i Compartir