Uma equipe liderada pelo Prof. Su Fuhai dos Institutos Hefei de Ciências Físicas (HFIPS) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), juntamente com pesquisadores do Instituto de Pesquisa de Informação Aeroespacial e do Centro de Pesquisa Avançada em Ciência e Tecnologia de Alta Pressão, investigou a dinâmica de elétrons e fônons fora do equilíbrio do isolante topológico Sb₂ Te₃ sob pressão e explorou a fotofísica ultrarrápida através das transições eletrônicas topológicas e de estrutura de rede.
Resultados relevantes foram publicados na Revisão Física B .

A espectroscopia ultrarrápida pode registrar a evolução dos estados excitados com resolução de tempo de femtossegundos e, em seguida, permitir o acesso direto à dinâmica ultrarrápida envolvendo o resfriamento de elétrons quentes, fônons coerentes, acoplamentos elétron-fônon, etc. uma maneira simples e limpa de ajustar continuamente a treliça e as estruturas eletrônicas nos materiais, resultando em diferentes transições de fase. Em materiais de fase de alta pressão, as transições topológicas eletrônicas induzidas por pressão (ETTs) sem descolamento de rede são frequentemente críticas para propriedades eletrônicas térmicas e supercondutividade. No entanto, investigar as interações elétron-fônon no ETT continua sendo um desafio.

Neste trabalho, usando espectroscopia de sonda de bomba óptica de femtossegundo (OPPS) em combinação com DAC, os pesquisadores investigaram a dinâmica do fototransportador ultrarrápido do Sb₂ Te₃ , um dos isolantes topológicos prototípicos.

O OPPS foi empregado para rastrear as relaxações de não equilíbrio do elétron quente e do fônon acústico coerente no intervalo de tempo de 100 picossegundos sob pressão hidrostática de até 30 GPa. Apoiados pela espectroscopia Raman, os pesquisadores identificaram o ETT e a transição semicondutor-semimetal em torno de 3 GPa e 5 GPa da dependência da pressão das vibrações dos fônons, constantes de tempo de relaxamento e fônons coerentes.

Curiosamente, OPPS revelou um efeito de gargalo de fônons quentes em baixa pressão, que foi efetivamente suprimido junto com o início do ETT. Este fenômeno foi interpretado em termos do aumento abrupto da densidade de estado e do número de bolsões de Fermi, de acordo com as estruturas eletrônicas e reticuladas calculadas.

Além disso, eles descobriram que a dependência da pressão da dinâmica do fototransportador também pode refletir exatamente as transições da estrutura da rede, incluindo as mudanças de fase α-β e β-γ, mesmo a fase mista.

Este trabalho não apenas desenvolve uma nova compreensão das interações entre elétron e rede em Sb₂ Te₃ , mas também pode fornecer um impulso para avaliar as transições de fase topológicas induzidas por pressão com base nas espectroscopias ultrarrápidas. + Explorar mais

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