Clarifying Ultrafast Carrier Dynamics in Ultrathin Films of the Topological Insulator Bi2Se3 Using Transient Absorption Spectroscopy

拓扑绝缘体 电子 超快激光光谱学 光子 超短脉冲 材料科学 光谱学 声子 吸收(声学) 带隙 光子能量 放松(心理学) 分子物理学 物理 原子物理学 凝聚态物理 光学 激光器 心理学 社会心理学 量子力学
作者
Yuri D. Glinka,Junzi Li,Tingchao He,Xiao Wei Sun
出处
期刊:ACS Photonics [American Chemical Society]
卷期号:8 (4): 1191-1205 被引量:19
标识
DOI:10.1021/acsphotonics.1c00115
摘要

Ultrafast carrier dynamics in the topological insulator Bi2Se3 have recently been intensively studied using a variety of techniques. However, we are not aware of any successful experiments exploiting transient absorption (TA) spectroscopy for these purposes. Here we demonstrate that if the ~730 nm wavelength pumping (~1.7 eV photon energy) is applied to ultrathin Bi2Se3 films, TA spectra cover the entire visible region, thus unambiguously pointing to two-photon excitation (~3.4 eV). The carrier relaxation dynamics is found to be governed by the polar optical phonon cascade emission occurring in both the bulk states and the Dirac surface states (SS), including SS-bulk-SS vertical electron transport and being also exclusively influenced by whether the Dirac point is presented between the Dirac cones of the higher energy (~1.5 eV) Dirac SS (known as SS2). We have recognized that SS2 act as a valve substantially slowing down the relaxation of electrons when the gap between Dirac cones exceeds the polar optical phonon and resonant defects energies. The resulting progressive accumulation of electrons in the gapped SS2 becomes detectable through the inverse bremsstrahlung type free carrier absorption.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
1秒前
沉默的钵钵鸡完成签到,获得积分10
1秒前
十三应助小飞机采纳,获得10
2秒前
miss张发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
英俊的铭应助more采纳,获得10
4秒前
lentsn发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
归海一刀完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
yuanyshe完成签到 ,获得积分10
7秒前
HWjessica发布了新的文献求助10
7秒前
传奇3应助谦让的心锁采纳,获得10
7秒前
xiao发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
林林发布了新的文献求助10
10秒前
郭家乐完成签到,获得积分10
10秒前
张含静发布了新的文献求助10
10秒前
天天快乐应助windli采纳,获得10
11秒前
朱丽君完成签到,获得积分10
11秒前
xs发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
搜集达人应助www采纳,获得10
12秒前
betyby发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
PP发布了新的文献求助10
16秒前
LTB发布了新的文献求助10
16秒前
李爱国应助怡神001采纳,获得10
17秒前
17秒前
JamesPei应助平淡剑鬼采纳,获得10
17秒前
byzhao19完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
希望天下0贩的0应助tom采纳,获得10
18秒前
还差应助张含静采纳,获得10
18秒前
18秒前
18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 Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6403179
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8221643
关于积分的说明 17424757
捐赠科研通 5455724
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883237
邀请新用户注册赠送积分活动 1859510
关于科研通互助平台的介绍 1700989