Введение
Глава 1.Обзор литературы 13
1.1 Нелинейная поляризация бесконечной среды 13
1.2 Нелинейно-оптические свойства однородной изотропной среды 14
1.3 Генерация электроиндуцированной второй гармоники 16
1.4 Генерация токоиндуцированной второй гармоники (ТВГ) в полу проводниках 17
1.4.1 Механизмы нарушения инверсной симметрии в центросим-метричных полупроводниках 17
1.4.2 Модель генерации токоиндуцированной второй гармоники в прямозонном полупроводнике 19
1.5 Гиперрелеевское рассеяние света 21
1.6 Метод накачка-зондирование 23
1.6.1 Метод накачка зондирование в линейном отклике 24
1.6.2 Возбуждение когерентных оптических фононов 29
1.6.3 Метод накачка-зондирование в нелинейном отклике 34
1.7 Электронные и оптические свойства графена
1.7.1 Электронные свойства 36
1.7.2 Оптические свойства 39
1.7.3 Генерация токоиндуцированной ВГ в графене 42
1.8 Электронные и оптические свойства топологических изоляторов 47
1.8.1 Введение в теорию топологических изоляторов 47
1.8.2 3D топологические изоляторы 52
1.8.3 Электронные свойства 53
1.8.4 Оптические свойства 57
Глава 2. Исследование генерации второй гармоники в много слойном графене 64
2.1 Экспериментальная установка и образцы
2.1.1 Методика изготовления образцов 64
2.1.2 Экспериментальная установка по наблюдению генерации ВГ 65
2.1.3 Установка для измерения линейных спектров 67
2.2 Генерация второй оптической гармоники в многослойном графене69
2.3 Линейные спектры 69
2.4 Квадратичный нелинейно-оптический оклик многослойного гар фена в отсутсвие внешних полей 70
2.4.1 Анизотропия интенсивности второй гаромники 70
2.4.2 Исследование генерации ВГ от пленок графена на стеклянной подложке 72
2.4.3 Микроскопия оптической второй гармоники в многослойном графене 76
2.4.4 "Поперечные" электроиндуцированные эффекты при генерации ВГ 79
2.4.5 Генерация токоиндуцированной ВГ 80
2.5 Обсуждение результатов 88
2.5.1 Генерация токоидуцированной ВГ 88
2.6 Выводы по второй главе 93
Глава 3. Изучения динамики линейного отржения топологического изолятора Bi2Te3 95
3.1 Экспериментальная установка и образцы 95
3.1.1 Изготовление образцов 95
3.1.2 Установка для измерения динамики оптического отражения 96
3.2 Измерения динамики отклика линейного отражения от объем ных образцов Bi2Te3 97
3.2.1 Измерения динамики дифференциального отражения при температуре 90К 97
3.2.2 Температурные зависимости дифференциального отражения кристаллов Bi2Te3 103
3.2.3 Зависимости дифференциального отражения от мощности падающего излучения 109
3.3 Выводы по третьей главе 111
Глава 4. Изучение динамики отклика второй оптической гармо ники от пленок Bi2Te3 112
4.1 Исследуемые образцы 112
4.1.1 Установка для измерения динамики генерации ВГ 114
4.1.2 Исследования электронной компоненты релаксации 115
4.1.3 Фурье-анализ высокочастотной компоненты сигнала. Идентификация колебательных мод оптических фононов 117
4.1.4 Симметрийный анализ. Идентификация поверхностных фононных мод 121
4.1.5 Обсуждение результатов 124
4.2 Измерения динамики отклика второй оптической гармоники от структур Bi2Te3/Al2Ox/Co/Au 127
4.2.1 Измерения магнитного нелинейно-оптического эффекта Керра во второй гармонике 129
4.2.2 Выделение магнитоиндуцированного вклада в генерацию ВГ 129
4.2.3 Измерение динамики намагниченности в структурах Bi2Te3/Al2Ox/Co/Au 134
4.2.4 Измерение динамики намагниченности в образцах сравнения Si(001)/SiO2/Al2Ox/Co/Au 135
4.3 Выводы по четвертой главе 136
Литература
