Nonlinear optical diode effect in a magnetic Weyl semimetal

Weyl半金属 物理 磁化 二极管 二次谐波产生 节点(物理) 凝聚态物理 非线性系统 非线性光学 拓扑(电路) 光电子学 半金属 磁场 光学 激光器 量子力学 电气工程 工程类 带隙
作者
Christian Tzschaschel,Jian-Xiang Qiu,Xue-Jian Gao,Hou-Chen Li,Chunyu Guo,Hung‐Yu Yang,Cheng-Ping Zhang,Ying-Ming Xie,Yufei Liu,Anyuan Gao,Damien Bérubé,Thao Dinh,Sheng-Chin Ho,Yuqiang Fang,Fuqiang Huang,Johanna Nordlander,Qiong Ma,Fazel Tafti,Philip J. W. Moll,K. T. Law
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:15 (1) 被引量:9
标识
DOI:10.1038/s41467-024-47291-8
摘要

Diode effects are of great interest for both fundamental physics and modern technologies. Electrical diode effects (nonreciprocal transport) have been observed in Weyl systems. Optical diode effects arising from the Weyl fermions have been theoretically considered but not probed experimentally. Here, we report the observation of a nonlinear optical diode effect (NODE) in the magnetic Weyl semimetal CeAlSi, where the magnetization introduces a pronounced directionality in the nonlinear optical second-harmonic generation (SHG). We demonstrate a six-fold change of the measured SHG intensity between opposite propagation directions over a bandwidth exceeding 250 meV. Supported by density-functional theory, we establish the linearly dispersive bands emerging from Weyl nodes as the origin of this broadband effect. We further demonstrate current-induced magnetization switching and thus electrical control of the NODE. Our results advance ongoing research to identify novel nonlinear optical/transport phenomena in magnetic topological materials and further opens new pathways for the unidirectional manipulation of light.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
晴雨发布了新的文献求助10
刚刚
3秒前
5秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
10秒前
saaa完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
jing关注了科研通微信公众号
12秒前
廖同学完成签到 ,获得积分10
14秒前
chen完成签到 ,获得积分10
16秒前
kxran发布了新的文献求助10
16秒前
旭旭发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
wanci应助Emily采纳,获得10
21秒前
Xin发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
Akim应助穆独采纳,获得10
26秒前
Cheryy完成签到,获得积分10
26秒前
迷路的初柔完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
dopamine完成签到,获得积分10
29秒前
JiangYuchen完成签到,获得积分10
32秒前
我是老大应助Xin采纳,获得10
32秒前
脑洞疼应助旭旭采纳,获得10
33秒前
英吉利25发布了新的文献求助50
34秒前
35秒前
as完成签到 ,获得积分10
38秒前
甜大圈发布了新的文献求助10
39秒前
微笑面包完成签到,获得积分10
42秒前
suzhenyue完成签到,获得积分10
43秒前
VitoLi完成签到,获得积分10
43秒前
拂晓完成签到 ,获得积分10
43秒前
加菲猫发布了新的文献求助10
47秒前
47秒前
国产耗材发布了新的文献求助10
48秒前
50秒前
52秒前
52秒前
53秒前
53秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de guyane 2500
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Key Thinkers in Industrial and Organizational Psychology 500
A positive solution of a nonlinear elliptic equation in $\Bbb R^N$ with $G$-symmetry 200
Eine Fährtenschicht im mittelfränkischen Blasensandstein 200
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5869512
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6452759
关于积分的说明 15661217
捐赠科研通 4985301
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2688385
邀请新用户注册赠送积分活动 1630817
关于科研通互助平台的介绍 1588894