Eksotisk materiale udviser en optisk reaktion i enorm uforhold til stimulansen

Ingen tidligere teori havde forestillet sig, at svarene ville være så store! Forskere "stikkede" tre krystaller med lyspulser. Uventet, krystallerne udviste den største ikke -lineære optiske respons af enhver kendt krystal. Svaret var en enorm mængde af forskellige farvet lys med dobbelt så høj frekvens som pulsen. Disse krystaller er medlemmer af en ny klasse af materialer kendt som Weyl semimetaller.

Dette arbejde udfordrer vores tankegang om optiske reaktioner i Weyl -halvmetaller. Vi forventede, at lysimpulser ville producere forskellige farvede lys med dobbelt så høj frekvens, men ikke så stor en reaktion. Oprindelsen til dette gigantiske svar er ukendt! Denne undersøgelse stimulerer allerede udviklingen af ​​fundamentalt nye teorier om disse svar. Disse materialer er lovende for pakkegennemtrængende sensorer, nattesynsbriller, og andre enheder.

Weyl fermioner er nye partikler, der blev forudsagt at blive set i fysiske eksperimenter med høj energi, men som ikke er blevet observeret. Imidlertid, forskere observerede for nylig disse partikler som en fremvoksende egenskab af elektroner i et unikt sæt halvmetalliske materialer. Nylige undersøgelser har vist, at Weyl -halvmetaller udviser et uventet stort ikke -lineært optisk respons. Dette svar giver anledning til den største optiske anden harmoniske generationseffekt af enhver kendt krystal. Disse observationer blev foretaget i overgangsmetalsystemerne:tantalarsenid (TaA'er), tantalphosphid (TaP), og niobiumarsenid (NbA'er). EN

selvom det var klart af symmetrihensyn, at der ville være et ikke-lineært svar i disse systemer, der var ingen teoretisk forudsigelse, der tyder på den store omfang af respons, der blev observeret. Til sammenligning med andre velkendte ikke-lineære krystaller, den ikke-lineære optiske respons i disse systemer er større med faktorer på 10 til 100. I betragtning af det uventede svar, forskere forventer, at disse fund vil stimulere udviklingen af ​​avancerede ab initio -metoder til at beregne ikke -lineære optiske responsfunktioner i disse materialer.

Også, Weyl-halvmetaller forventes at have en bred vifte af optoelektroniske applikationer som materialer, der skal bruges til udvikling af terahertz-generatorer og langt-infrarøde strålingsdetektorer.