Weyl半金属材料表现出惊人的非线性光学响应
任何先前的理论都未曾预计到，反响会如此巨大！科学家们用光脉冲“戳”三个晶体。出乎意料的是，这些晶体显示了已知晶体中最大的非线性光学响应。这种响应是大量不同颜色的光，这些产生的不同颜色的光的频率是光脉冲两倍。这些晶体是一种称为Weyl半金属材料的新一类材料的成员。 & F8*>F^7
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存在于特定半金属材料中的难以捉摸的独特状态称为Weyl费米子。半金属材料像金属一样传导电能，但具有类似绝缘体的其他属性。 Weyl 半金属材料具有受底层晶体对称性强烈影响的电子状态。Weyl半金属材料的这个特定的子集显示出巨大的非线性光学响应，这是由于电子态的极端弯曲（或曲率）引起的。图像描绘了这个曲率，最强的正面和负面响应位置分别是红色和紫色表示。曲率中的特征可见于称为Weyl节点的特殊点附近。（图片来源：劳伦斯伯克利国家实验室） 5w%[|%KG:L
这项工作发表在Nature Physics上（“Giant anisotropic nonlinear optical response in transition metal monopnictide Weyl semimetals”）。这项工作挑战了我们对Weyl 半金属材料光学响应的理解。 g>
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科学家们预计光脉冲会产生两倍频率的不同颜色的光，但并未预计到会产生如此巨大的响应。这个巨大的反应的起源是未知的！ -O\ f y!
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这项研究已经在促进有关这些反应的基础新理论的发展。这些材料对于穿透传感器，夜视镜和其他设备是有前景的。
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Weyl费米子是一种在高能物理实验中预测能观察到但尚未观察到的新粒子。然而，科学家最近在一组独特的半金属材料中观察到这些粒子作为一种突现性质出现。 5Z:T9F4
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最近的研究表明，Weyl半金属材料表现出意想不到的强的非线性光学响应。这种响应产生了在任何已知晶体中最大的光学二次谐波产生效应。 vSR5F9
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这些观察结果是在过渡金属体系中进行的，国际金属体系包括：砷化钽（TaAs），磷化钽（TaP）和砷化铌（NbAs）。尽管从对称性考虑可以清楚地看到这些系统中会出现非线性响应，但没有理论预测表明所观察到的响应幅度很大。 'e_e*.z3
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与其他众所周知的非线性晶体相比，这些系统中的非线性光学响应参数大10到100倍。 0\ Tp/Ph
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鉴于这种出乎意料的响应，科学家们预计这些发现将促进先进的第一性原理计算方法的发展，从而计算这些材料中的非线性光学响应函数。 RKZBI?@4
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此外，Weyl 半金属材料作为材料用于开发太赫兹发生器和远红外辐射探测器，预计将有广泛的光电子应用。 CF:L#r
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原文链接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=49771.php（实验帮译）
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