拓扑绝缘体表面态的非线性光学研究

项目名称： 拓扑绝缘体表面态的非线性光学研究

项目编号： No.11374065

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 刘韡韬

作者单位： 复旦大学

项目金额： 89万元

中文摘要： 近年来，拓扑绝缘体以其独特的电子结构及相关的奇异特性引起了物理学界的强烈兴趣，并因其在自旋电子学、拓扑量子计算等领域的潜在巨大应用而受到广泛关注。理论预言了拓扑绝缘体与其他材料间形成的异质界面蕴含着丰富的新奇物理现象，这些界面的属性也对实现拓扑绝缘体的应用至关重要。然而,常用的角分辨电子能谱与扫描隧道电子显微镜等技术很难对这类隐藏界面进行探测。本项目计划使用表面光学混频方法研究拓扑绝缘体的表面与界面态。作为二阶非线性光学技术的一种，该方法不但拥有非常高的表面、界面灵敏度，且可探测光子所能到达的任何区域，是研究隐藏界面的强有力手段。通过混频光谱，我们可获取拓扑绝缘体界面、表面电子态的极化、寿命等信息；结合掺杂、外场激励等电子态调控手段，可实现对拓扑绝缘体表面态在工作状态下实时、原位的测量，观察其对调控的响应，探讨其物理机制。我们的研究将也有助于未来拓扑绝缘体器件的研发，有着显著的现实意义。

中文关键词： 光学二次谐波；拓扑绝缘体；表面光学混频；红外飞秒激光；薄膜光学

英文摘要： In recent years, topological insulators have attacked a huge number of physicists due to their unique electronic structures that result in peculiar physical properties. Meanwhile, they also show exciting potential application in fields such as spintronics

英文关键词： Optical second harmonic generation；Topological insulator；Surface sum frequency generation；Femtosecond infrared laser；Thin film optics