Dipartimento di Fisica

Gli Isolanti Topologici (TI) sono dei materiali naturalmente stratificati che mostrano in corrispondenza di un bulk isolante una superficie con elettroni liberi. Gli elettroni sulla superficie presentano una dispersione lineare energia/vettore d’onda e sono descrivibili dall’equazione di Dirac a massa nulla.  Oltre alle eccitazioni di singola particella, le superfici dei TI sostengono, nella regione elettromagnetica terahertz (1 THz= 4 meV), delle eccitazioni elettroniche collettive dette plasmoni di Dirac, che mostrano un’alta mobilità e sono protetti dal backscattering dalla topologia non triviale delle loro funzioni d’onda. Ricercatori del Dipartimento di Fisica della Sapienza e del Sincrotrone Elettra di Trieste hanno mostrato come le eccitazioni plasmoniche nei TI sono altamente non lineari [1] quando eccitate da campi THz intensi.

Questo risultato apre la strada alla modulazione ultraveloce THz delle eccitazioni elettroniche di Dirac nella materia condensata [2].

[1] P. Di Pietro et al., Phys. Rev. Lett. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.226403

[2] S. Lupi et al., Applied Material Today, https://doi.org/10.1016/j.apmt.2020.100732

Authors
P. Di Pietro, A. Perucchi, S. Lupi

Reference
Physical Review Letters