近日,中國科學院深圳先進技術研究院(簡稱“深圳先進院”)醫工所影像中心鐘高闊副研究員團隊在資料領域期刊Advanced Science發表題為Probing Ultrafast Dynamics of Ferroelectrics by Time-Resolved Pump-Probe Spectroscopy(利用時間分辨泵浦-探測科技研究鐵電體的超快動力學)的綜述論文。該綜述全面評述了超快泵浦-探測科技,介紹了鐵電資料極化、晶格、自旋、電子之間的耦合及其動力學探測,並對超快泵浦-探測科技在鐵電資料中的應用進行了展望。團隊成員張園博士為論文第一作者,深圳先進院鐘高闊副研究員和南方科技大學李江宇教授為共同通訊作者。
鐵電資料因具有可存儲、易操控、易集成等優點在微納器件中具有廣闊的應用前景,其器件運行速度和壽命等關鍵名額均取決於鐵電資料內部極化、晶格、電子等自由度的超快動力學過程,基於超快雷射的泵浦-探測科技具有飛秒以上的時間分辨,在鐵電體動力學過程的實时追跡中遊刃有餘,受到國內外學者的廣泛關注。
研究團隊前期結合光學探測科技研究了有複雜疇結構的鐵電薄膜(npj Comput Mater4: 39(2018))、具有新型數據讀寫管道的多鐵異質結(ACS nano,2018,12(9),9558-9567)、大面積單相多鐵性薄膜(Natl.Sci.Rev.2020,7(1),84-91)、新形態的柔性自支撐磁性薄膜(Adv. Funct.Mater.,2020,30(31),2003495)和全無機的新型柔性鐵電場效應電晶體(Adv. Funct.Mater.,2020,30(1),1906131.)。
在本綜述中,首先介紹了超快泵浦-探測科技的原理和分類,並進一步討論了超快泵浦-探測科技在鐵電資料極化、晶格、自旋、電子等多自由度及其耦合過程的動力學探測,總結並闡述了超快泵浦-探測科技在鐵電資料中的應用前景,尤其是新型器件中的超快多功能控制。該綜述對推動下一代多功能超快器件的迅速發展具有指導意義。
該研究得到了國家自然科學基金、深圳市科技創新委員會等基金的支持。
原子、分子、納米等超快動力學的時間尺度