在光驅(qū)動(dòng)量子固體中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)或預(yù)測(cè)了許多非平衡現(xiàn)象。實(shí)例包括光誘導(dǎo)的超導(dǎo)性和Floquet設(shè)計(jì)的拓?fù)湎唷＿@些是短暫的效應(yīng)，應(yīng)導(dǎo)致可測(cè)量的電傳輸變化，可以使用基于光電導(dǎo)開(kāi)關(guān)的超快器件架構(gòu)來(lái)表征。在此，我們報(bào)告了由飛秒脈沖的圓偏振光驅(qū)動(dòng)的單層石墨烯中光誘導(dǎo)的反常霍爾效應(yīng)的觀察結(jié)果。效應(yīng)對(duì)用于調(diào)節(jié)費(fèi)米能級(jí)的柵極電勢(shì)的依賴性揭示了多個(gè)特征, 即反映了Floquet設(shè)計(jì)的拓?fù)鋷ЫY(jié)構(gòu)的特征，類似于Haldane最初提出的帶結(jié)構(gòu)。這包括一個(gè)以狄拉克點(diǎn)為中心的約60 meV寬的電導(dǎo)平臺(tái)，預(yù)計(jì)在該點(diǎn)處將打開(kāi)等幅的間隙。我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)費(fèi)米能級(jí)位于這個(gè)高原范圍內(nèi)時(shí)，估計(jì)的霍爾電導(dǎo)反常飽和在1.8±0.4 e
2/h左右。
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Figure 1. 石墨烯中光誘導(dǎo)拓?fù)銯loquet帶和用于檢測(cè)超快反常霍爾電流的器件體系結(jié)構(gòu)。 （a）預(yù)測(cè)石墨烯與圓偏振光之間的相干相互作用將在有效的Floquet帶分散中打開(kāi)拓?fù)鋷丁＃╞）間隙的特征在于存在兩個(gè)波谷中相同的貝里曲率（Ω）。（c）通過(guò)微帶傳輸線連接，剝落的石墨烯單層具有四個(gè)電觸點(diǎn)（右）和用于電流檢測(cè)的光電導(dǎo)開(kāi)關(guān)（左）。
Figure 2. 圓偏振光驅(qū)動(dòng)的石墨烯中超快反常霍爾電流：（a）對(duì)于正和負(fù)V
y，在光電導(dǎo)開(kāi)關(guān)處測(cè)得的時(shí)間分辨與螺旋度相關(guān)的I
x[? − ?]。（b）去卷積的反常霍爾電流信號(hào)I
g解釋了芯片上電路的響應(yīng)功能。
Figure 3. 在不同的源極-漏極電壓幾何結(jié)構(gòu)下，取決于螺旋度的電流行為。根據(jù)V
y（a）和V
x（b）測(cè)得的Î
x[? − ?]。
Figure 4. （a）G
xy是峰值激光驅(qū)動(dòng)脈沖通量的函數(shù)。（b）G
xy是在三個(gè)注量下測(cè)得的平衡E
F的函數(shù)。（c）左三幅圖：使用浮球理論模擬的b中注量的有效譜帶結(jié)構(gòu)。右圖：b中高通量數(shù)據(jù)的放大率以進(jìn)行比較。
相關(guān)研究成果于2019年由馬克斯·普朗克物質(zhì)結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)研究所J. W. McIver課題組，發(fā)表在Nature Physics（https://doi.org/10.1038/s41567-019-0698-y）上。原文：Light-induced anomalous Hall effect in graphene。
