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固体高次谐波产生的轨道视角。

Orbital perspective on high-harmonic generation from solids.

作者信息

Jiménez-Galán Álvaro, Bossaer Chandler, Ernotte Guilmot, Parks Andrew M, Silva Rui E F, Villeneuve David M, Staudte André, Brabec Thomas, Luican-Mayer Adina, Vampa Giulio

机构信息

Joint Attosecond Science Laboratory, National Research Council of Canada and University of Ottawa, Ottawa, ON, K1A 0R6, Canada.

Max-Born-Institute, Max-Born Strasse 2A, D-12489, Berlin, Germany.

出版信息

Nat Commun. 2023 Dec 18;14(1):8421. doi: 10.1038/s41467-023-44041-0.

DOI:10.1038/s41467-023-44041-0
PMID:38110439
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10728088/
Abstract

High-harmonic generation in solids allows probing and controlling electron dynamics in crystals on few femtosecond timescales, paving the way to lightwave electronics. In the spatial domain, recent advances in the real-space interpretation of high-harmonic emission in solids allows imaging the field-free, static, potential of the valence electrons with picometer resolution. The combination of such extreme spatial and temporal resolutions to measure and control strong-field dynamics in solids at the atomic scale is poised to unlock a new frontier of lightwave electronics. Here, we report a strong intensity-dependent anisotropy in the high-harmonic generation from ReS that we attribute to angle-dependent interference of currents from the different atoms in the unit cell. Furthermore, we demonstrate how the laser parameters control the relative contribution of these atoms to the high-harmonic emission. Our findings provide an unprecedented atomic perspective on strong-field dynamics in crystals, revealing key factors to consider in the route towards developing efficient harmonic emitters.

摘要

固体中的高次谐波产生能够在飞秒级的时间尺度上探测和控制晶体中的电子动力学,为光波电子学铺平了道路。在空间域中,固体高次谐波发射的实空间解释方面的最新进展使得能够以皮米分辨率对价电子的无场、静态势能进行成像。将这种极端的空间和时间分辨率相结合,以在原子尺度上测量和控制固体中的强场动力学,有望开启光波电子学的新前沿。在此,我们报告了二硫化铼高次谐波产生中强烈的强度依赖性各向异性,我们将其归因于晶胞中不同原子电流的角度依赖性干涉。此外,我们展示了激光参数如何控制这些原子对高次谐波发射的相对贡献。我们的研究结果为晶体中的强场动力学提供了前所未有的原子视角,揭示了在开发高效谐波发射器的道路上需要考虑的关键因素。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/bd42/10728088/7662a1c41536/41467_2023_44041_Fig4_HTML.jpg
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