研究課題
本研究は空間反転対称性の破れたワイル半金属におけるテラヘルツ非線形応答を調べることを目的として研究を行った。前年度は室温に絞ってテラヘルツ帯の線形・非線形応答を調べたが、今年度はテラヘルツ応答の温度依存性を詳細に調べた。WTe2を機械剥離によって1.5 umまで薄くし、Si基板に転写したものを用意した。なお、厚みは白色干渉計により評価した。入射偏光とb軸が平行の場合、295 Kから50 KでシンプルなDrude応答の振る舞いが観測された。一方、入射偏光とa軸が平行の場合、伝導度実部（＝吸収）スペクトルにおいて0.8 THzにピークが見れらたが、これは赤外活性のフォノンによるものが考えられる。150 Kより低温ではシンプルなDrudeモデルを想定した解析では記述できない応答関数が得られ、この理由の１つにLifshitz転移の影響が考えられる。本研究の主目的であるワイル半金属WTe2の高効率第２高調波発生とBerry曲率双極子による非線形ホール効果を調べるためにはWTe2を原子数層まで薄くする必要があるが、薄くするに伴って試料面積も小さくなり、回折限界の観点から典型的なテラヘルツ分光測定が極めて難しくなる。そのため、数層のWTe2におけるテラヘルツ応答を詳細に調べる光学系が必要であると考え、本年度はオンチップテラヘルツ分光系を構築することに専念した。その結果、構築することに成功し、その分光系ではパルス幅<30 psのテラヘルツ電流を発生・検出できることを確認した。
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Physical Review Letters
巻: 130 ページ: 1-6
10.1103/PhysRevLett.130.126302
巻: 129 ページ: 1-6
10.1103/PhysRevLett.129.207402
