Přejít k obsahu


Ultrafast spin-polarization control of Dirac fermions in topological insulators

Citace:
SÁNCHEZ-BARRIGA, J., GOLIAS, E., VARYKHALOV, A., BRAUN, J., YASHINA, L. V., SCHUMANN, R., MINÁR, J., EBERT, H., KORNILOV, O., RADER, O. Ultrafast spin-polarization control of Dirac fermions in topological insulators. Physical Review B, 2016, roč. 93, č. 15, s. '155426-1' - '155426-10'. ISSN: 2469-9950
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Ultrafast spin-polarization control of Dirac fermions in topological insulators
Rok vydání: 2016
Autoři: J. Sánchez-Barriga , E. Golias , A. Varykhalov , J. Braun , L. V. Yashina , R. Schumann , Doc.Dr. Jan Minár , H. Ebert , O. Kornilov , O. Rader
Abstrakt CZ: Trojrozměrné topologické izolátory (TI) se vyznačují spinově polarizovaných Dirac kužel povrchových stavů to jsou chráněny před rozptylem od času obrácení symetrie. Kontrola odstřeďování polarizace topologické povrchové stavy (Tsss) pomocí femtosekundových světelných pulzů otevírá nové perspektivy pro tvorbu a manipulaci z bezeztrátového povrchu spinových proudů na ultrarychlých lhůtách. Použití časově, rotaci a úhel vyřešen spektroskopie, jsme přímo sledovali ultra rychlou odezvu spinové polarizace excitovaného foto Tsss na kruhově polarizované femtosekundové impulzy infračerveného světla. Dosahujeme all-optické přepojování na přechod mimo rovinu spin polarizace, který uvolňuje asi 1,2 ps. Naše pozorování stanovilo, zda je možné optickou kontrolou ultrarychlé spin-polarizované Dirac fermiony v TI a připravit cestu pro opto spintronické aplikace na konečných rychlostech.
Abstrakt EN: Three-dimensional topological insulators (TIs) are characterized by spin-polarized Dirac-cone surface states that are protected from backscattering by time-reversal symmetry. Control of the spin polarization of topological surface states (TSSs) using femtosecond light pulses opens novel perspectives for the generation and manipulation of dissipationless surface spin currents on ultrafast time scales. Using time-, spin-, and angle-resolved spectroscopy, we directly monitor the ultrafast response of the spin polarization of photoexcited TSSs to circularly polarized femtosecond pulses of infrared light. We achieve all-optical switching of the transient out-of-plane spin polarization, which relaxes in about 1.2 ps. Our observations establish the feasibility of ultrafast optical control of spin-polarized Dirac fermions in TIs and pave the way for optospintronic applications at ultimate speeds.
Klíčová slova

Zpět

Patička