通过量子涨落淬灭实现 $\mathrm{SrTiO_{3}}$ 的激光驱动铁电性
量子物理
2026-03-02 v2 材料科学
摘要
与其家族中的其他钙钛矿类似， 的铁电模随着温度降低表现出显著软化，这一行为通常预示着铁电转变的开始。然而，由于量子涨落阻止了铁电极小值的稳定，该材料在降至 0K 时仍保持顺电态。本研究表明，在由共振中红外脉冲诱导的强烈非平衡状态下，量子涨落可以被抑制，从而在 中诱发其在平衡态下不可能发生的铁电转变。一种不同于常规基态的亚稳态的出现，首次证明了如何利用脉冲光控制量子涨落，从而定性改变量子系统的自由能景观。我们预测了诱导的非平衡态可以长寿命且呈亚稳态的条件和系统参数。在基于第一性原理机器学习势能面的定量描述中，我们解释了近期关于该材料中光致铁电转变的实验观察。我们的结果表明，在铁电不稳定性附近的氧化物钙钛矿中，存在一种通向光致铁电有序的非平衡普适途径。
引用
@article{arxiv.2505.22791,
title = {Laser-driven ferroelectricity in $\mathrm{SrTiO_{3}}$ via quantum fluctuation quenching},
author = {Francesco Libbi and Lorenzo Monacelli and Boris Kozinsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.22791},
year = {2026}
}