光作为一种调控手段可以诱导出许多新奇的物理现象, 特别是在强关联氧化物体系中, 光不仅可以调控系统的光学性质, 还可以影响其电学、磁学性质以及晶格结构。另外, 在强关联氧化物体系中, 如果将体系制备到介观尺度, 往往也会有新奇的尺度效应出现。因此, 若将二者结合, 研究介观尺度下的光激发过程, 将会观察到更加有趣的物理现象, 并有可能揭示更多的物理机理。

近日, 题为“Critical fluctuations upon photoinduced phase transition in manganite strips”的论文在《中国科学: 物理学 力学 天文学》英文版2018年第61卷第9期发表。

该工作由复旦大学物理系博士生林汉轩担任第一作者, 指导老师沈健教授和殷立峰教授担任通讯作者完成。文章重点研究了强关联氧化物——锰氧化物, 在介观尺度下的光致相变过程, 观察到了其依赖光强的电阻值临界涨落。同时, 文章通过自主改造磁力显微镜,实现了在光激发的条件下进行扫描, 并观察到光致相变过程中电子相分离畴的形态变化, 给出了电阻涨落的原因。主要的实验结果如图1所示。

图1  介观尺度下的光致相变的电阻临界涨落, 以及微观尺度下光致相变导致的畴结构变化

以往对于复杂氧化物中光致相变的研究大多集中于宏观输运性质, 对于微观层面的探究相对较少。该工作同时涉及了宏观物性和微观图像, 二者相辅相成, 不仅对于现象本身给出了合理的解释, 报告了新奇的电阻涨落, 同时在实验手段层面, 研究光激发下的磁畴分布也是一次创新。从现象本身出发, 可以利用尺度效应在器件设计方面进行进一步的研究, 探索如何利用电阻的临界涨落来提高器件的灵敏度; 从实验仪器角度, 可以将其拓展应用到其他复杂氧化物材料, 甚至是任何对光激发敏感的材料, 进而揭示更多光致奇妙物理现象的可能。

HanXuan Lin, Tian Miao, Qian Shi, Yang Yu, HaoLiu, Kai Zhang, WenBin Wang, LiFeng Yin, and Jian Shen, Critical fluctuations upon photoinduced phase transition in manganite strips, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 61, 097511 (2018)

http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCPMA/61/9/10.1007/s11433-018-9231-4?slug=full%20text

https://link.springer.com/article/10.1007/s11433-018-9231-4