Intraband divergences in third order optical response of 2D systems
Notice bibliographique
Résumé
The existence of large nonlinear optical coefficients is one of the preconditions for using nonlinear optical materials in nonlinear optical devices. For a crystal, such large coefficients can be achieved by matching photon energies with resonant energies between different bands, and so the details of the crystal band structure play an important role. Here we demonstrate that large third-order nonlinearities can also be generally obtained by a different strategy. As any of the incident frequencies or the sum of any two or three frequencies approaches zero, the doped or excited populations of electronic states lead to divergent contributions in the induced current density. We refer to these as intraband divergences, by analogy with the behavior of Drude conductivity in linear response. Physically, such resonant processes can be associated with a combination of intraband and interband optical transitions. Current-induced second order nonlinearity, coherent current injection, and jerk currents are all related to such divergences, and we find similar divergences in degenerate four wave mixing and cross-phase modulation under certain conditions. These divergences are limited by intraband relaxation parameters and lead to a large optical response from a high quality sample; we find that they are very robust with respect to variations in the details of the band structure. To clearly track all of these effects, we analyze gapped graphene, describing the electrons as massive Dirac fermions; under the relaxation time approximation, we derive analytic expressions for the third order conductivities and identify the divergences that arise in describing the associated nonlinear phenomena.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».