Kovalev, Sergey and Tielrooij, Klaas-Jan and Deinert, Jan-Christoph and Ilyakov, Igor and Awari, Nilesh and Chen, Min and Ponimarov, Alexander and Bawatna, Mohammad and de Oliveira, Thales and Eng, Lukas and Kutznetsov, KA and Safronenkov, DA and Kitaeva, GH and Kutznetsov, PI and Hafez, Hassan A. and Turchinovich, Dmitry and Gensch, Michael (2021) Terahertz signatures of ultrafast Dirac fermion relaxation at the surface of topological insulators. npj Quantum Materials, 6, pp. 1-6. Springer Nature. doi: 10.1038/s41535-021-00384-9. ISSN 2397-4648.
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Official URL: https://www.nature.com/articles/s41535-021-00384-9
Abstract
Topologically protected surface states present rich physics and promising spintronic, optoelectronic, and photonic applications that require a proper understanding of their ultrafast carrier dynamics. Here, we investigate these dynamics in topological insulators (TIs) of the bismuth and antimony chalcogenide family, where we isolate the response of Dirac fermions at the surface from the response of bulk carriers by combining photoexcitation with below-bandgap terahertz (THz) photons and TI samples with varying Fermi level, including one sample with the Fermi level located within the bandgap. We identify distinctly faster relaxation of charge carriers in the topologically protected Dirac surface states (few hundred femtoseconds), compared to bulk carriers (few picoseconds).
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/148017/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Terahertz signatures of ultrafast Dirac fermion relaxation at the surface of topological insulators | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 1 October 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | npj Quantum Materials | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1038/s41535-021-00384-9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 1-6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Springer Nature | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2397-4648 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Quantenmaterialien, Quantentechnologie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R RO - Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - OptoRob [RO] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Optical Sensor Systems > Terahertz and Laser Spectroscopy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Gensch, Michael | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 10 Jan 2022 07:17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 05 Dec 2023 07:44 |
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