利用中红外脉冲实现铁电体超快开关的提案

我提出了一种利用中红外脉冲实现铁电极化超快开关的方法。这涉及利用强中红外脉冲选择性激发铁电材料的最高频 $A_1$ 声子模式。该模式的大振幅振荡对晶格提供单向力，使得由于两模式间类型为 $g Q_{\textrm{P}} Q_{\textrm{IR}}^2$ 的非线性耦合，晶格沿最低频 $A_1$ 声子模式坐标位移。第一性原理计算表明，该耦合在过渡金属氧化物铁电体中很大，且耦合的符号使得晶格沿开关方向位移。此外，我发现最低频 $A_1$ 模式具有大的 $Q_{\textrm{P}}^3$ 阶非谐性，这导致随着泵浦振幅连续增加，电极化发生不连续开关。