강한 레이저 장에서는 고체 내 전자들이 하위 레이저 주기 시간 스케일에서 블로흐 에너지밴드 내 양자 경로를 따라 이동하면서 고조파(high-harmonic) 전자기장을 방사한다. 고조파 방사선을 통해 운동량 공간에서 이러한 경로를 이해하면, 최근 반도체에서 시연된 바와 같이, 위상적으로 결맞는 광파 구동 과정의 관찰과 전자 구조의 측정을 가능하게 하는 전(全)광학 초단(ultrafast) 프로브를 구현할 수 있다. 그러나 이러한 시연은 밴드갭의 부재로 인해 정확한 경로에 대한 실험적 규명이 어렵기 때문에 대체로 준금속(semimetals)에서는 제한되어 왔다. 본 연구에서는 화학퍼텐셜에 대한 전기정(電氣靜的) 제어와 HHG 측정을 결합하여, 강한 레이저 장 하에서 그래핀의 질량이 없는 디랙 페르미언의 양자 경로를 해석한다. HHG의 전기적 변조는 다중 광자 간(interband) 여기 채널 사이의 양자 간섭을 드러낸다. 빛-물질 상호작용이 섭동적(perturbative) 영역을 벗어나면서, 타원편광 레이저 장은 간밴드와 인밴드 전이(intraband transitions) 사이의 정교한 결합을 통해 질량이 없는 디랙 페르미언을 효율적으로 구동하며, 이는 우리의 이론적 계산으로 뒷받침된다. 본 연구 결과는 게이트 제어를 통한 다양한 양자 준금속에서 디랙 전자의 강한 레이저장 단층촬영(tomography)과 초고속 전자 동역학을 위한 길을 열어준다.

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