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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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拓撲鐵電材料的超快動力學(xué)研究獲進展
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拓撲鐵電材料的超快動力學(xué)研究獲進展 2025-10-28 來源： 物理研究所【字體：大 中 小】語音播報 近年來，強場太赫茲技術(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。精準捕捉這些瞬態(tài)過程，亟需兼具強場驅(qū)動與高信噪比探測性能的定制化實驗平臺。 近日，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心聯(lián)合清華大學(xué)、南京大學(xué)，在拓撲鐵電材料的超快動力學(xué)研究方面取得進展。 研究通過動力學(xué)相場模擬發(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)展的太赫茲場致二次諧波技術(shù)，利用強場單周期太赫茲脈沖實現(xiàn)了與上述集體模式的共振耦合，從而相干地驅(qū)動體系進入一個瞬態(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)實現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)控。研究進一步通過干涉式太赫茲場致二次諧波技術(shù)，捕捉到瞬態(tài)極化的多重翻轉(zhuǎn)，并識別出0.2THz與2.1THz兩個特征激發(fā)模式。 上述成果闡明了拓撲鐵電材料中的宏觀非線性光學(xué)響應(yīng)與微觀集體動力學(xué)過程之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示了新的光場物態(tài)調(diào)控機制，并證實極性斯格明子等拓撲體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。 相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-物理學(xué)》（Nature Physics）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院等的資助，并獲得綜合極端條件實驗裝置的支持。 論文鏈接 太赫茲脈沖激發(fā)下斯格明子的集體動力學(xué)模式與瞬態(tài)極性相 |
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