本網(wǎng)訊 9月27日,，物理類國際頂級期刊《Physical Review Letters》（《物理評論快報》，中科院一區(qū)Top期刊）刊發(fā)了題為“Light-induced Complete Reversal of Ferroelectric Polarization in Sliding Ferroelectrics”的重要研究成果,，我校物理與電子科學學院青年博士楊慶為該論文的第一作者,，中國科學院物理研究所孟勝研究員為該論文的通訊作者，湖北師范大學為該論文的第二完成單位,。

超快激光技術(shù)具備精確操縱材料結(jié)構(gòu)和功能的能力,，在光與物質(zhì)相互作用的研究中具有重要的科學意義和廣闊的應用前景。在激光脈沖的作用下,，鐵電極化翻轉(zhuǎn)的速度通常在皮秒甚至亞皮秒量級,，實現(xiàn)了超快的鐵電相變響應。然而,，目前強激光脈沖僅導致鐵電極化降低或部分瞬態(tài)翻轉(zhuǎn),，尚未實現(xiàn)完全的鐵電極化翻轉(zhuǎn),。這些限制的原因以及在鐵電材料中實現(xiàn)完全鐵電極化翻轉(zhuǎn)的可能性尚不清楚,，需要更有效的激光誘導鐵電極化翻轉(zhuǎn)機制。研究團隊針對這些問題,，利用組內(nèi)自主開發(fā)的非絕熱含時密度泛函分子動力學方法和軟件(TDAP),，深入研究光致滑移鐵電材料極化翻轉(zhuǎn)的非絕熱動力學過程,。通過在飛秒和原子時空尺度下進行深入探索，他們研究發(fā)現(xiàn)在共振激發(fā)的超快激光作用下,，雙層六方氮化硼(h-BN)中可以在0.5皮秒內(nèi)實現(xiàn)垂直鐵電極化的完全翻轉(zhuǎn),。他們提出一種新的機制，即利用一個激光脈沖在皮秒時間尺度下翻轉(zhuǎn)鐵電極化,，并通過相同的激光脈沖可逆地將其翻轉(zhuǎn)回來,，這種通過光激發(fā)實現(xiàn)的超快鐵電開關(guān)在超快非易失性鐵電存儲器中具有重要的潛在應用。研究團隊還將這一超快鐵電極化翻轉(zhuǎn)機制推廣到其他滑移鐵電材料中,，這些發(fā)現(xiàn)為利用激光誘導聲子驅(qū)動的鐵電極化翻轉(zhuǎn)提供了獨特的視角,，為開發(fā)超快的鐵電非易失性器件提供了新的可能。

超快鐵電極化翻轉(zhuǎn)的原理圖

《Physical Review Letters》隸屬于美國物理學會,，主要發(fā)表原創(chuàng)性極強且極為重要的物理類研究成果,。本工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和中國科學院的支持,。

論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.136902