Tracing the dynamics of superconducting order via transient terahertz third-harmonic generation

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Min Jae Kim - , Professur für Ultraschnelle Festkörperphysik und Photonik, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Universität Stuttgart (Autor:in)
  • Sergey Kovalev - , Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Autor:in)
  • Mattia Udina - , University of Rome La Sapienza (Autor:in)
  • Rafael Haenel - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, University of British Columbia (Autor:in)
  • Gideok Kim - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • Matteo Puviani - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • Georg Cristiani - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • Igor Ilyakov - , Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Autor:in)
  • Thales V.A.G. de Oliveira - , Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Autor:in)
  • Alexey Ponomaryov - , Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Autor:in)
  • Jan Christoph Deinert - , Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Autor:in)
  • Gennady Logvenov - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • Bernhard Keimer - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • Dirk Manske - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • Lara Benfatto - , University of Rome La Sapienza (Autor:in)
  • Stefan Kaiser - , Professur für Ultraschnelle Festkörperphysik und Photonik, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Universität Stuttgart (Autor:in)

Abstract

Ultrafast optical control of quantum systems is an emerging field of physics. In particular, the possibility of light-driven superconductivity has attracted much of attention. To identify nonequilibrium superconductivity, it is necessary to measure fingerprints of superconductivity on ultrafast timescales. Recently, nonlinear THz third-harmonic generation (THG) was shown to directly probe the collective degrees of freedoms of the superconducting condensate, including the Higgs mode. Here, we extend this idea to light-driven nonequilibrium states in superconducting La2-xSrxCuO4, establishing an optical pump–THz–THG drive protocol to access the transient superconducting order-parameter quench and recovering on few-picosecond timescales. We show in particular the ability of two-dimensional TH spectroscopy to disentangle the effects of optically excited quasiparticles from the pure order-parameter dynamics, which are unavoidably mixed in the pump-driven linear THz response. Benchmarking the gap dynamics to existing experiments shows the ability of driven THG spectroscopy to overcome these limitations in ordinary pump-probe protocols.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummereadi7598
FachzeitschriftScience advances
Jahrgang10
Ausgabenummer11
PublikationsstatusVeröffentlicht - 15 März 2024
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 38489363
ORCID /0000-0001-9862-2788/work/157319409

Schlagworte

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