铁电材料光控技术研究取得突破性进展
2025-09-08 15:45
来源:欧洲XFEL
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德国欧洲XFEL研究中心领导的研究团队开发出利用光脉冲操控铁电材料特性的新方法,该项研究成果发表于《自然通讯》期刊。实验在汉堡附近的欧洲X射线自由电子激光装置完成,为开发高速低能耗电子器件提供了新方案。光诱导结构动力学和应变随时间的变化

研究团队使用超短高能激光脉冲激发钛酸钡晶体中的电子,成功在350飞秒内实现极化状态改变,且首次实验观察到极化与晶格畸变的解耦现象。欧洲XFEL科学家Le Phuong Hoang表示:"测量数据显示极化主要由光激发电子控制,而非结构畸变,这为电子元件设计开辟了新可能性。"

该研究采用SCS仪器同步追踪材料极化、晶格结构和电子态变化,时间分辨率达90飞秒。实验证实光控方法比传统电场调控更快,且无需复杂电路结构。研究合著者Giuseppe Mercurio指出:"未来光脉冲或可替代电场实现特定极化状态,类似方法可能拓展至多铁性材料的磁性调控。"

这项技术突破标志着光控电子技术的重要进展,有望应用于传感技术、数据存储和节能信息处理等领域。研究人员表示,该方法不仅提升操控速度,更为材料特性调控提供了超越传统样品设计的新途径。

更多信息: Le Phuong Hoang 等人,《铁电 BaTiO 3中极化与应变的超快速解耦》 ,《自然通讯》(2025 年)。期刊信息: 《自然通讯》

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