Físicos descobrem mecanismo induzido pela luz para controlar a polarização ferroelétrica

Efeito de compressão na fase T. Comportamento temporal dos modos Q(b) e P(c) a 400K, como resposta ao pulso do campo elétrico mostrado em a e ao iniciar de uma fase T (observe que a largura total-meia-máxima do pulso é marcado por regiões rosa). Crédito:Comunicação da Natureza (2022). DOI:10.1038/s41467-022-30324-5

Ao aplicar luz, os físicos da Universidade do Arkansas, Peng Chen e Laurent Bellaiche, descobriram um mecanismo surpreendente para controlar a polarização ferroelétrica de maneira determinística.
A descoberta, possibilitada pela aplicação de pulsos de laser ultrarrápidos, enriquece a pesquisa fundamental da física, avançando na compreensão das interações entre luz e matéria.

A pesquisa, publicada em 10 de maio na Nature Communications , também é um passo importante para o projeto e desenvolvimento de sensoriamento superior e armazenamento de dados em dispositivos eletrônicos.

Materiais ferroelétricos exibem ferroeletricidade e a capacidade de polarizar espontaneamente. Normalmente, os pesquisadores podem manipular e reverter essa polarização pela aplicação de um campo elétrico externo. As interações ultrarrápidas entre luz e matéria são outra rota promissora para controlar a polarização ferroelétrica, mas até agora os pesquisadores lutaram para obter um controle determinístico induzido pela luz de tal polarização.

Os pesquisadores descobriram um chamado "efeito de compressão" em materiais ferroelétricos sujeitos a pulsos de laser de femtossegundos. Um femtosegundo é um quadrilionésimo de segundo. Esses pulsos destruíram o componente de polarização que é paralelo à direção do campo e criaram componentes de polarização perpendiculares a ele. Este efeito de compressão permitiu um controle determinístico da polarização pela luz.

“O pulso terahertz aplicado prefere aniquilar o componente de polarização ao longo da direção do campo, em favor de componentes perpendiculares ao campo associados aos pulsos”, disse Peng, pesquisador associado do laboratório de Bellaiche e primeiro autor do artigo. "Consideramos este um novo fenômeno terahertz quando a luz interage com materiais ferroelétricos. Nossas descobertas devem estimular o progresso técnico."

Chen e Bellaiche, Distinguished Professor of Physics, colaboraram com os colegas Charles Paillard e Hongjian Zhao, ex-associados de pesquisa no laboratório de Bellaiche, e Jorge Íñiguez no Instituto de Ciência e Tecnologia de Luxemburgo. Pesquisadores do laboratório de Bellaiche estudam várias propriedades de diferentes materiais. + Explorar mais