Físicos capturam a primeira evidência direta de um estado topológico Floquet

Um novo estudo publicado na Nature Physics relata a primeira evidência experimental direta de um estado topológico Floquet, uma nova fase da matéria induzida pela luz que, até agora, existia apenas no papel e em simulações. O papel e em simulações.

Um esquema para realizar tal "isolante topológico Floquet" em um semicondutor foi proposto em 2011, mas determinar o efeito experimentalmente se mostrou ilusório. A composição química e a estrutura atômica dos materiais não mudam. " Para entender o que isso significa, é útil primeiro analisar o que é um isolante topológico Floquet e por que os físicos vêm tentando criá-lo há tanto tempo.

Os elétrons no material formam novos “estados Floquet”, copiando efetivamente as bandas eletrônicas originais deslocadas pela energia do fóton. Para captar essa transformação em ação, a equipe usou espectroscopia de fotoemissão com resolução angular resolvida no tempo (TR-ARPES), uma técnica que capta imagens da estrutura eletrônica de um material com resolução de tempo extrema.

Trabalhando com cristais SnTe resfriados a 30 K, os pesquisadores dispararam um pulso curto de laser sintonizado próximo à energia do bandgap de SnTe na amostra. Paralelamente aos experimentos, cálculos teóricos foram realizados pelo grupo do professor Jan Minár da Universidade da Boêmia Ocidental em Pilsen, com contribuições do pesquisador Akki Pulkkinen.

Usando a teoria do funcional da densidade estendida à estrutura Floquet, o grupo modelou como a estrutura eletrônica do SnTe deveria responder à luz da bomba, fornecendo um quadro teórico para comparar com os resultados experimentais. Descubra o que há de mais recente em ciência, tecnologia e espaço com mais de 100.000 assinantes que confiam no Phys. org para obter insights diários.

Quando os pulsos da bomba e da sonda chegaram à amostra simultaneamente, os pesquisadores observaram um cone de Dirac na estrutura eletrônica do SnTe dentro do bandgap do material.

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