拓?fù)滂F電材料的超快動(dòng)力學(xué)研究獲進(jìn)展
文章來源：新能源網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-11-05 16:37:25
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近年來，強(qiáng)場(chǎng)太赫茲技術(shù)為揭示新奇物理現(xiàn)象、調(diào)控材料物性和開發(fā)超快功能器件開辟了新路徑。精準(zhǔn)捕捉這些瞬態(tài)過程，亟需兼具強(qiáng)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)與高信噪比探測(cè)性能的定制化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
近日，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心聯(lián)合清華大學(xué)、南京大學(xué)，在拓?fù)滂F電材料的超快動(dòng)力學(xué)研究方面取得進(jìn)展。 研究通過動(dòng)力學(xué)相場(chǎng)模擬發(fā)現(xiàn)，PbTiO3/SrTiO3超晶格中的極性斯格明子具有一系列低于2THz的集體動(dòng)力學(xué)模式，其頻譜與基于鈮酸鋰產(chǎn)生的太赫茲脈沖高度匹配。研究依托太赫茲光譜單元發(fā)展的太赫茲場(chǎng)致二次諧波技術(shù)，利用強(qiáng)場(chǎng)單周期太赫茲脈沖實(shí)現(xiàn)了與上述集體模式的共振耦合，從而相干地驅(qū)動(dòng)體系進(jìn)入一個(gè)瞬態(tài)的、具有宏觀極化的隱藏極性相，并在4K至470K的超寬溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)控。研究進(jìn)一步通過干涉式太赫茲場(chǎng)致二次諧波技術(shù)，捕捉到瞬態(tài)極化的多重翻轉(zhuǎn)，并識(shí)別出0.2THz與2.1THz兩個(gè)特征激發(fā)模式。 上述成果闡明了拓?fù)滂F電材料中的宏觀非線性光學(xué)響應(yīng)與微觀集體動(dòng)力學(xué)過程之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示了新的光場(chǎng)物態(tài)調(diào)控機(jī)制，并證實(shí)極性斯格明子等拓?fù)潴w系是研究豐富超快功能性質(zhì)和構(gòu)筑高性能光電子器件的理想平臺(tái)。 相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-物理學(xué)》（Nature Physics）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)院等的資助，并獲得綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置的支持。
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