Effetto di spremitura in fase T. Comportamento temporale delle modalità Q (b) e P (c) a 400 K, in risposta all'impulso del campo elettrico mostrato in a e quando si parte da una fase T (si noti che l'intera larghezza e metà massima dell'impulso è contrassegnato da regioni rosa). Credito:Comunicazioni sulla natura (2022). DOI:10.1038/s41467-022-30324-5
Applicando la luce, i fisici dell'Università dell'Arkansas Peng Chen e Laurent Bellaiche hanno scoperto un meccanismo sorprendente per controllare la polarizzazione ferroelettrica in modo deterministico.
La scoperta, resa possibile dall'applicazione di impulsi laser ultraveloci, arricchisce la ricerca di fisica fondamentale facendo avanzare la comprensione delle interazioni tra luce e materia.
La ricerca, pubblicata il 10 maggio su Nature Communications , è anche un passo importante verso la progettazione e lo sviluppo di rilevamento e archiviazione dati superiori nei dispositivi elettronici.
I materiali ferroelettrici mostrano ferroelettricità e la capacità di polarizzare spontaneamente. Tipicamente, i ricercatori possono manipolare e invertire questa polarizzazione mediante l'applicazione di un campo elettrico esterno. Le interazioni ultraveloci tra luce e materia sono un'altra strada promettente per il controllo della polarizzazione ferroelettrica, ma fino ad ora i ricercatori hanno lottato per ottenere un controllo deterministico indotto dalla luce di tale polarizzazione.
I ricercatori hanno scoperto un cosiddetto "effetto di compressione" nei materiali ferroelettrici soggetti a impulsi laser a femtosecondi. Un femtosecondo è un quadrilionesimo di secondo. Questi impulsi hanno distrutto la componente di polarizzazione che è parallela alla direzione del campo e hanno creato componenti di polarizzazione perpendicolari ad essa. Questo effetto di spremitura ha consentito un controllo deterministico della polarizzazione da parte della luce.
"L'impulso terahertz applicato preferisce annientare la componente di polarizzazione lungo la direzione del campo, a favore di componenti perpendicolari al campo associato agli impulsi", ha affermato Peng, ricercatore associato nel laboratorio di Bellaiche e primo autore dell'articolo. "Consideriamo questo un nuovo fenomeno terahertz quando la luce interagisce con materiali ferroelettrici. I nostri risultati dovrebbero stimolare il progresso tecnico".
Chen e Bellaiche, illustre professore di fisica, hanno collaborato con i colleghi Charles Paillard e Hongjian Zhao, ex ricercatori associati nel laboratorio di Bellaiche, e Jorge Íñiguez presso l'Istituto di scienza e tecnologia del Lussemburgo. I ricercatori nel laboratorio di Bellaiche studiano varie proprietà di diversi materiali. + Esplora ulteriormente
