Efecto exprimidor en fase T. Comportamiento temporal de los modos Q (b) y P (c) a 400K, como respuesta al pulso del campo eléctrico que se muestra en a y al partir de una fase T (nótese que el ancho completo-la mitad del máximo del pulso está marcado por regiones rosadas). Crédito:Comunicaciones de la naturaleza (2022). DOI:10.1038/s41467-022-30324-5
Al aplicar luz, los físicos Peng Chen y Laurent Bellaiche de la Universidad de Arkansas han descubierto un mecanismo sorprendente para controlar la polarización ferroeléctrica de manera determinista.
El hallazgo, que fue posible gracias a la aplicación de pulsos láser ultrarrápidos, enriquece la investigación de física fundamental al avanzar en la comprensión de las interacciones entre la luz y la materia.
La investigación, publicada el 10 de mayo en Nature Communications , también es un paso importante hacia el diseño y desarrollo de detección superior y almacenamiento de datos en dispositivos electrónicos.
Los materiales ferroeléctricos exhiben ferroelectricidad y la capacidad de polarizarse espontáneamente. Por lo general, los investigadores pueden manipular e invertir esta polarización mediante la aplicación de un campo eléctrico externo. Las interacciones ultrarrápidas entre la luz y la materia son otra ruta prometedora para controlar la polarización ferroeléctrica, pero hasta ahora los investigadores han luchado por lograr un control determinista de dicha polarización inducido por la luz.
Los investigadores descubrieron el llamado "efecto de compresión" en materiales ferroeléctricos sujetos a pulsos de láser de femtosegundos. Un femtosegundo es la milmillonésima parte de un segundo. Estos pulsos destruyeron el componente de polarización que es paralelo a la dirección del campo y crearon componentes de polarización perpendiculares a él. Este efecto de compresión permitió un control determinista de la polarización de la luz.
"El pulso de terahercios aplicado prefiere aniquilar el componente de polarización a lo largo de la dirección del campo, a favor de los componentes perpendiculares al campo asociado con los pulsos", dijo Peng, investigador asociado en el laboratorio de Bellaiche y primer autor del artículo. "Consideramos que este es un fenómeno novedoso de terahercios cuando la luz interactúa con materiales ferroeléctricos. Nuestros hallazgos deberían estimular el progreso técnico".
Chen y Bellaiche, Profesor Distinguido de Física, colaboraron con sus colegas Charles Paillard y Hongjian Zhao, ex investigadores asociados en el laboratorio de Bellaiche, y Jorge Íñiguez en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Luxemburgo. Los investigadores del laboratorio de Bellaiche estudian varias propiedades de diferentes materiales. Un mando a distancia para materiales funcionales
