Фотогальванические эффекты в вейлевских полуметаллах

Видео

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.