Self-amplified photo-induced gap quenching in a correlated electron material.
Self-amplified photo-induced gap quenching in a correlated electron material.
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DOI：
10.1038/ncomms12902
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发表时间：
2016-10-04
影响因子：
16.6
通讯作者：
Aeschlimann, M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mathias, S.;Eich, S.;Urbancic, J.;Michael, S.;Carr, A. V.;Emmerich, S.;Stange, A.;Popmintchev, T.;Rohwer, T.;Wiesenmayer, M.;Ruffing, A.;Jakobs, S.;Hellmann, S.;Matyba, P.;Chen, C.;Kipp, L.;Bauer, M.;Kapteyn, H. C.;Schneider, H. C.;Rossnagel, K.;Murnane, M. M.;Aeschlimann, M.
捕获相关材料的动态电子能带结构提供了揭示电子和结构自由度之间复杂耦合的强大能力。当与超快激光激发相结合时，可以产生新的物质相，因为远离平衡态的激发态被瞬间填充。在这里，我们阐明了超快非平衡电子动力学和相关电子材料的特征能隙的大小之间的一般关系。我们表明，通过碰撞电离的载流子倍增可以是带隙材料中最重要的过程之一，并且载流子倍增的速度关键取决于能隙的大小。在电荷密度波材料1 T-TiSe 2的情况下，我们的数据表明，载流子倍增和间隙动力学相互放大，这解释了在微观层面上这种材料对超快光激发的极快响应。 相关电子材料的非平衡动力学仍然知之甚少。在这里，作者使用时间和角度分辨光电子能谱表明，载流子倍增是重要的初始非平衡动力学的1 T-TiSe 2，并取决于能隙的大小。
Capturing the dynamic electronic band structure of a correlated material presents a powerful capability for uncovering the complex couplings between the electronic and structural degrees of freedom. When combined with ultrafast laser excitation, new phases of matter can result, since far-from-equilibrium excited states are instantaneously populated. Here, we elucidate a general relation between ultrafast non-equilibrium electron dynamics and the size of the characteristic energy gap in a correlated electron material. We show that carrier multiplication via impact ionization can be one of the most important processes in a gapped material, and that the speed of carrier multiplication critically depends on the size of the energy gap. In the case of the charge-density wave material 1T-TiSe2, our data indicate that carrier multiplication and gap dynamics mutually amplify each other, which explains—on a microscopic level—the extremely fast response of this material to ultrafast optical excitation. The non-equilibrium dynamics of correlated electron materials are still poorly understood. Here, the authors use time- and angle-resolved photoemission spectroscopy to show that carrier multiplication is important in initial non-equilibrium dynamics of 1T-TiSe2 and depends on the size of the energy gap.
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