Семинар по физике конденсированного состояния вещества

Московский Государственный Университет
Физический факультет

17 мая 2017г.

 

Леонид Евгеньевич Голуб
(Физико-технический институт РАН им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург)

 

«Фотогальванические эффекты в вейлевских полуметаллах»

 

Аннотация

В докладе рассматриваются полуметаллы Вейля – кристаллы, в которых уровень Ферми лежит вблизи точек касания невырожденных энергетических зон. Такие точки – узлы Вейля, или монополи, – существуют обязательно парами противоположной киральности.

 

В окрестности вейлевского узла энергетический спектр имеет вид невырожденного трехмерного конуса (в отличие от полуметаллов Дирака, где состояния в конусе двукратно вырождены).

В гиротропных вейлевских полуметаллах возможен циркулярный фотогальванический эффект: возбуждение светом круговой поляризации приводит к генерации электрического тока, инвертирующего направление при смене правой поляризации на левую.

 

В каждом монополе такой «циркулярный» фототок универсален: темп его генерации определяется только мировыми постоянными. Однако суммирование по узлам Вейля с противоположными киральностями обнуляет универсальный ответ. Для получения ненулевого фототока нужно выйти за пределы простой вейлевской модели и учесть спин-независимые линейные по импульсу вклады в энергию, приводящие к наклону вейлевских v конусов. В квантующем магнитном поле циркулярный фототок также появляется только с учётом наклона спектра.

 

Рассмотрен вейлевский полуметалл симметрии С2v, каковым является WTe2, в котором есть четыре эквивалентных узла Вейля.

Показано, что величина циркулярного фототока определяется различием генерации (с учетом наклона) в разных монополях, а также временами рассеяния носителей между монополями и энергетической релаксации внутри них.