Fysikere opdager lysinduceret mekanisme til styring af ferroelektrisk polarisation

Ved at anvende lys har University of Arkansas fysikere Peng Chen og Laurent Bellaiche opdaget en overraskende mekanisme til at kontrollere ferroelektrisk polarisering på en deterministisk måde.

Opdagelsen, der er muliggjort af anvendelsen af ​​ultrahurtige laserimpulser, beriger grundlæggende fysikforskning ved at fremme forståelsen af ​​samspillet mellem lys og stof.

Forskningen blev offentliggjort 10. maj i Nature Communications , er også et vigtigt skridt i retning af design og udvikling af overlegen sansning og datalagring i elektroniske enheder.

Ferroelektriske materialer udviser ferroelektricitet og evnen til at polarisere spontant. Typisk kan forskere manipulere og vende denne polarisering ved at anvende et eksternt elektrisk felt. Ultrahurtige interaktioner mellem lys og stof er en anden lovende vej til at kontrollere ferroelektrisk polarisering, men indtil nu har forskere kæmpet for at opnå en lysinduceret, deterministisk kontrol af sådan polarisering.

Forskerne opdagede en såkaldt "squeezing-effekt" i ferroelektriske materialer udsat for femtosekund-laserimpulser. Et femtosekund er en kvadrilliontedel af et sekund. Disse impulser ødelagde polarisationskomponenten, der er parallel med feltets retning, og skabte polarisationskomponenter vinkelret på den. Denne klemmeeffekt tillod en deterministisk kontrol af polarisationen med lys.

"Den anvendte terahertz-puls foretrækker at udslette polarisationskomponenten langs feltets retning til fordel for komponenter vinkelret på feltet, der er forbundet med pulserne," sagde Peng, en forskningsmedarbejder i Bellaiches laboratorium og den første forfatter af papiret. "Vi betragter dette som et nyt terahertz-fænomen, når lys interagerer med ferroelektriske materialer. Vores resultater bør stimulere tekniske fremskridt."

Chen og Bellaiche, fremtrædende professor i fysik, samarbejdede med kollegerne Charles Paillard og Hongjian Zhao, tidligere forskningsmedarbejdere i Bellaiches laboratorium, og Jorge Íñiguez ved Luxembourg Institute of Science and Technology. Forskere i Bellaiches laboratorium studerer forskellige egenskaber ved forskellige materialer. + Udforsk yderligere

En fjernbetjening til funktionelle materialer