All-optical nonequilibrium pathway to stabilising magnetic Weyl semimetals in 
pyrochlore iridates

Topp, G.; Tancogne-Dejean, N.; Kemper, A. F.; Rubio, A.; Sentef, M. A.

doi:10.1038/s41467-018-06991-8

詳細要約

All-optical nonequilibrium pathway to stabilising magnetic Weyl semimetals in pyrochlore iridates

Topp, G., Tancogne-Dejean, N., Kemper, A. F., Rubio, A., & Sentef, M. A. (2018). All-optical nonequilibrium pathway to stabilising magnetic Weyl semimetals in pyrochlore iridates. Nature Communications, 9:. doi:10.1038/s41467-018-06991-8.

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Topp, G.^{1, 2}, 著者
Tancogne-Dejean, N.^{1, 3}, 著者
Kemper, A. F.⁴, 著者
Rubio, A.^{3, 5}, 著者
Sentef, M. A.^{1, 2}, 著者

所属:
1Center for Free Electron Laser Science, ou_persistent22
2Theoretical Description of Pump-Probe Spectroscopies in Solids, Theory Department, Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter, Max Planck Society, ou_3012828
3Theory Group, Theory Department, Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter, Max Planck Society, ou_2266715
4Department of Physics, North Carolina State University, ou_persistent22
5Center for Computational Quantum Physics (CCQ), Flatiron Institute, ou_persistent22

内容説明

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キーワード: -

要旨: Nonequilibrium many-body dynamics is becoming one of the central topics of modern condensed matter physics. Floquet topological states were suggested to emerge in photodressed band structures in the presence of periodic laser driving. Here we propose a viable nonequilibrium route without requiring coherent Floquet states to reach the elusive magnetic Weyl semimetallic phase in pyrochlore iridates by ultrafast modification of the effective electron-electron interaction with short laser pulses. Combining \textit{ab initio} calculations for a time-dependent self-consistent reduced Hubbard U controlled by laser intensity and nonequilibrium magnetism simulations for quantum quenches, we find dynamically modified magnetic order giving rise to transiently emerging Weyl cones that are probed by time- and angle-resolved photoemission spectroscopy. Our work offers a unique and realistic pathway for nonequilibrium materials engineering beyond Floquet physics to create and sustain Weyl semimetals. This may lead to ultrafast, tens-of-femtoseconds switching protocols for light-engineered Berry curvature in combination with ultrafast magnetism.

資料詳細

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言語: eng - English

日付: 投稿: 2018-03-27受理: 2018-10-09オンライン出版: 2018-10-26

出版の状態: オンラインで出版済み

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目次: -

査読: 査読あり

識別子（DOI, ISBNなど）: arXiv: 1803.07447
DOI: 10.1038/s41467-018-06991-8

学位: -

訴訟

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Project information

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Project name : We thank C. Timm for suggesting the pyrochlore iridates as a candidate class of materials to light-induced nontrivial topology beyond Floquet states. Discussions with A. de la Torre and D. Kennes are gratefully acknowledged. G.E.T. and M.A.S. acknowledge financial support by the DFG through the Emmy Noether programme (SE 2558/2-1). A.R. and N.T.-D. acknowledge financial support by the European Research Council (ERC-2015-AdG-694097) and European Union’s H2020 programme under GA no. 676580 (NOMAD).

Grant ID : -

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出版物名: Nature Communications

省略形 : Nat. Commun.

種別: 学術雑誌

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出版社, 出版地: London : Nature Publishing Group

ページ: - 巻号: 9 通巻号: 4452 開始・終了ページ: - 識別子（ISBN, ISSN, DOIなど）: ISSN: 2041-1723
CoNE: https://pure.mpg.de/cone/journals/resource/2041-1723

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