科学探索|拓补绝缘体可调谐产生非整数高次谐波：电子亦能极速拐弯拓补绝缘体可调谐产生非整数

当拓扑绝缘体中的电子突然改变其运动方向时，科学家们也观察到了一种新式的光发射。在宏观的现实生活中，如需改变大质量物体（比如汽车）的运动方向，就必须先减速到接近完全停止。而即便是宇宙中最小电子，也遵循着同样的规则。

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研究配图 - 1：来自 TI 的 HH 发射
不过对于未来的超快电子元件来说，科学家们似乎能够绕过这个惯性的束缚。由于光子不携带质量，它能够以尽可能高的速度移动。

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研究配图 - 2：HH 发射对 CEP 驱动场的依赖性
SCI Tech Daily 指出，光在改变方向时并不需要减速。例如当被镜子反射时，光子能够瞬时改变方向，而不会在中途有任何停留。

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研究配图 - 3：来自 TSS 的高效 HHG 的微观起源
对于未来的电子产品来说，如果电流的方向也能够无限快速地切换，那处理器的时钟频率，也将能够大幅增加。

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研究配图 - 4：来自 TSS 的 HH 辐射中的几何相位效应追踪
据悉，来自雷根斯堡大学、马尔堡大学、以及新西伯利亚俄罗斯科学院的一支国际物理学家联盟，已成功地在超快时间尺度上，实现了电子的翻转运动、而没有减慢它们的速度。

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扩展数据 - 1：Bi₂Te₃ 样品的晶体取向
在这项研究中，他们采用了基于拓扑绝缘体的新型材料。表面上的电子行为，几乎能够像无质量的光子一样移动。

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扩展数据 - 2：载流子诸如体态 / 表面态的 HHG 比较
为尽快改变这些电子的运动方向，研究人员利用了光的振荡载流子场来加速电子 —— 这也是人类可控制的自然界中最快的交变场。

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扩展数据 - 3：体积强度与表面 HHG 的比较
当电子突然改变其运动方向时，就会发出超短的闪光，其中包含了像彩虹一样的宽带光谱颜色。

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扩展数据 - 4：TSS 中 HHG 的 CEP 依赖性
电子闪烁的颜色，也有着严格的定义：通常当电子被光波加速时，其只会发射辐射，振荡频率仅是入射光频率的整数倍（即所谓的高次谐波辐射）。

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扩展数据 - 5：TSS CEP 相关的 HHG SBE 模拟（无带间转换）
研究一作 Christoph Schmid 解释称：“通过仔细调整加速光场，将能够打破这一规则。我们设法控制了电子的运动，从而产生了各种可以想象到的光的颜色” 。