为控制固体层状钙钛矿中的材料特性提供新的视角

莫特绝缘 Ca 中的缩放定律2. 图片来源：KyotoU/Kento Uchida

材料科学家可能很快就能用光来控制材料特性。

由京都大学和久留米工业大学的研究人员组成的团队发现了一个缩放定律，该定律决定了固体层钙钛矿材料Ca中的高次谐波产生。2若某4.

高次谐波产生是一种非线性光学现象，其中由于与高强度光的相互作用，材料发射出极紫外光子。

"这种现象首先在原子气体系统中观察到，此后为阿托秒科学铺平了道路，"研究作者Kento Uchida说。"但在一些强相关固体中，它稍微不可预测一些，比如Ca。2若某4."

由于这些固体中电子之间的强相互作用，高次谐波产生的特性只能通过了解这些电子在光的存在下如何移动来确定。

为了解决这个从未被实验证实的问题，研究小组着手观察Ca中温度与光子发射之间的关系。2若某4.他们使用中红外脉冲来测量和绘制出从极低的50到中等290开尔文的温度下的高谐波产生强度。

在低端，该团队记录的高阶谐波产生比室温下强烈几百倍。随着间隙能量（电子导电所需的能量）的增加以及温度的下降，光子发射继续加剧。

研究小组发现，这种辐射发生在材料的莫特绝缘阶段，其中电子和高间隙能量之间的强烈排斥力将金属从电导体转变为绝缘体。

"我们发现强相关材料中的高阶谐波高度依赖于材料的间隙能量，"Uchida解释说。

这种缩放定律可以将理论研究引向对强相关材料中非平衡电子动力学的更精细的描述：这是凝聚态物理学的核心问题。

Uchida总结说，他们的"发现也为材料设计提供了基础，以实现更高效的非线性光学器件。

该研究发表在《物理评论快报》上。