可視光および中赤外光を用いた時間分解光電子分光によるトポロジカル絶縁体(Sb,Bi)Teの超高速ダイナミクス

Ultrafast dynamics of topological insulator (Sb,Bi)Te by time-resolved photoemission spectroscopy using visible and mid-infrared light

角田 一樹   ; 鹿子木 将明*; Reimann, J.*; Guedde, J.*; Kokh, K. A.*; Tereshchenko, O. E.*; Hoefer, U.*; 木村 昭夫*

Sumida, Kazuki; Kakoki, Masaaki*; Reimann, J.*; Guedde, J.*; Kokh, K. A.*; Tereshchenko, O. E.*; Hoefer, U.*; Kimura, Akio*

グラフェンやトポロジカル絶縁体などに代表されるディラック電子系の高光強度下での光学特性に最近大きな注目が集まっている。ディラック電子系は、ディラックコーンと呼ばれる円錐型のバンド分散によって特徴づけられ、バンドギャップが存在しないため幅広い波長帯域の光を吸収することができる。また、バンド交差点(ディラック点)がボトルネックとして作用するため、光励起後の電子が反転分布を形成し、ディラック電子系物質を媒質とした広帯域レーザー発振に応用することも可能である。グラフェンとトポロジカル絶縁体に現れるディラックコーンには決定的な違いが存在しており、前者はスピン縮退しているが、後者はスピン分裂している。しかしながら、トポロジカル絶縁体のスピン偏極電子構造に関連した超高速ダイナミクスはこれまでほとんど議論されてこなかった。そこで我々は、可視光(2.5eV)および中赤外光(0.3eV)をポンプ光として用いた時間・角度分解光電子分光をトポロジカル絶縁体(Sb,Bi)Teに対して行い、トポロジカル表面状態における直接・間接励起および初期緩和の様子を系統的に調べた。

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