Terahertz 诱导的量子介电性在 SrTiO$_3$ 中由竞争晶格与缺陷动力学控制
材料科学
2025-12-09 v2
摘要
强烈 terahertz（THz）脉冲在量子介电性 SrTiO 中诱导瞬态反演对称性破坏，但其 underlying 机制仍存争议。我们在场达到 1.1 MV/cm 时揭示了 Terahertz 场诱导的第二谐波产生（TFISH）的空间非均匀性，受制于晶格与缺陷动力学的竞争。短暂的相干反亚晶格模式（AFD）抑制 5 ps 内的偶极关联，而大量阻尼的软/AFD 模式和由缺陷引起的低频模式（0.1-0.3 THz）共同防止氧气空位丰富区域的长程介电相干性。表征出的集体模式显示振荡 TFISH 分量具有软化随后硬化，低于临界温度 28 K 时，确认稀疏缺陷处的瞬态介电有序。这些结果调和了相互矛盾的解释，确立缺陷介导的竞争作为光致介电性的核心调节器，并为超快控制量子材料开辟了路径。
引用
@article{arxiv.2512.01253,
title = {Competing Lattice and Defect Dynamics Govern Terahertz-Induced Ferroelectricity in Quantum Paraelectric SrTiO$_3$},
author = {L. Cheng and K. Hu and S. Yang and Yan Liang and Jiandi Zhang and J. Qi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01253},
year = {2025}
}